Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Superatom bei Raumtemperatur

29.09.2006
Physiker der Universität Münster erreichen Super-Quantenzustand von magnetischen Wellen ohne Kühlung

Physiker der Universität Münster haben zusammen mit Fachkollegen in Kaiserslautern, den USA und der Ukraine erstmals erfolgreich zeigen können, was Albert Einstein bereits 1924 vorher gesagt hatte: einen Super-Quantenzustand von magnetischen Wellen ohne Kühlung bei Raumtemperatur. Ein Bericht über diese Aufsehen erregende Forschungsarbeit am "Center for Nonlinear Science" der WWU Münster erschien Ende September 2006 in der international angesehenen Zeitschrift "Nature".

Die so genannte Bose-Einstein-Kondensation beschreibt einen neuartigen Zustand von Materie, bei dem alle Atome ihre Eigenständigkeit verlieren und unisono - wie ein einzelnes Quantenobjekt - im Gleichtakt schwingen. Dieses "Superatom" ist eines der faszinierendsten Phänomene der Physik, da die Quantennatur der Materie hier deutlich hervortritt. Es ist benannt nach Satyendra Nath Bose und Albert Einstein, die das Phänomen vor mehr als 80 Jahren vorhergesagt hatten.

Die Bose-Einstein-Kondensation findet jedoch nur unter ganz bestimmten Bedingungen statt: die Dichte der Teilchen muss einen kritischen Wert überschreiten. Obwohl Einstein überzeugt war, dass dies auch bei typischen Umgebungstemperaturen gelingen müsste, ist die Bose-Einstein Kondensation bisher nur bei sehr kleinen Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt gelungen. Durch die Schwierigkeit, ultra-tiefe Temperaturen zu erzeugen, gehörte die Erzeugung eines Bose-Superatoms zu den größten Herausforderungen der modernen experimentellen Physik des letzten Jahrhunderts. Erst im Jahr 2001 wurde die experimentelle Beobachtung einer Bose-Einstein-Kondensation in extrem ultra-kalten, verdünnten Alkali-Gasen mit dem Nobelpreis für Physik ausgezeichnet. Es schien seitdem völlig unmöglich, Bose-Einstein-Kondensation von Atomen bei Raumtemperatur zu beobachten, da die erforderlichen Atomdichten bei Raumtemperatur sofort zur Bildung von Flüssigkeiten oder Festkörper führen.

Allerdings können nicht nur Atome diese Kondensation zeigen. Gase magnetischer Quanten in Festkörpern, sogenannte Magnonengase, sind Atomgasen sehr ähnlich und existieren bereits bei Raumtemperatur. Allerdings können auch sie nicht einfach in den Zustand der Bose-Einstein-Kondensation versetzt werden, da die erforderliche Magnonendichte genau wie beim Atomgas nicht erreicht werden kann. Einer Gruppe von Physikern um Prof. Dr. Sergej Demokritov aus dem Institut für Angewandte Physik der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster in Zusammenarbeit mit den Kollegen aus der TU Kaiserslautern, den USA und der Ukraine ist es jedoch jetzt gelungen, dieses Hindernis auf dem Weg zu einem Bose-Einstein-Kondensat bei Raumtemperatur zu überwinden. Mit Hilfe von Mikrowellen erzeugten sie zusätzliche Magnonen und mischten sie den vorhandenen Magnonen bei. Obwohl die zusätzlichen Magnonen nur eine Millionstel Sekunde existieren, reichte diese Zeit den Wissenschaftlern, um das Verhalten des magnetischen Supergases mit einem Laserstrahl als Messfühler zu untersuchen.

So konnten die Wissenschaftler in Münster, die ihre Arbeit im "Center for Nonlinear Science" der WWU vorantreiben, erfolgreich zeigen, dass der kollektive Quantenzustand bei Raumtemperatur erreicht wird, wie es Albert Einstein vorhergesagt hatte: ein magnetisches Bose-Einstein-Kondensat ohne jede Kühlung. Ein erster Bericht über diese Arbeit wurde Ende September in der international angesehenen Zeitschrift "Nature" veröffentlicht.

Link: Institut für Angewandte Physik, Arbeitsgruppe Demokritov (http://www.uni-muenster.de/Physik.AP/Demokritov/)

| Universitaet Muenster
Weitere Informationen:
http://www.uni-muenster.de/Physik.AP/Demokritov/

Weitere Berichte zu: Bose-Einstein-Kondensation Raumtemperatur

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Die Sonne: Motor des Erdklimas
23.08.2017 | Generalverwaltung der Max-Planck-Gesellschaft, München

nachricht Entfesselte Magnetkraft
23.08.2017 | Generalverwaltung der Max-Planck-Gesellschaft, München

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Platz 2 für Helikopter-Designstudie aus Stade - Carbontechnologie-Studenten der PFH erfolgreich

Bereits lange vor dem Studienabschluss haben vier Studenten des PFH Hansecampus Stade ihr ingenieurwissenschaftliches Können eindrucksvoll unter Beweis gestellt: Malte Blask, Hagen Hagens, Nick Neubert und Rouven Weg haben bei einem internationalen Wettbewerb der American Helicopter Society (AHS International) den zweiten Platz belegt. Ihre Aufgabe war es, eine Designstudie für ein helikopterähnliches Fluggerät zu entwickeln, das 24 Stunden an einem Punkt in der Luft fliegen kann.

Die vier Kommilitonen sind im Studiengang Verbundwerkstoffe/Composites am Hansecampus Stade der PFH Private Hochschule Göttingen eingeschrieben. Seit elf...

Im Focus: Wissenschaftler entdecken seltene Ordnung von Elektronen in einem supraleitenden Kristall

In einem Artikel der aktuellen Ausgabe des Forschungsmagazins „Nature“ berichten Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe in Dresden von der Entdeckung eines seltenen Materiezustandes, bei dem sich die Elektronen in einem Kristall gemeinsam in einer Richtung bewegen. Diese Entdeckung berührt eine der offenen Fragestellungen im Bereich der Festkörperphysik: Was passiert, wenn sich Elektronen gemeinsam im Kollektiv verhalten, in sogenannten „stark korrelierten Elektronensystemen“, und wie „einigen sich“ die Elektronen auf ein gemeinsames Verhalten?

In den meisten Metallen beeinflussen sich Elektronen gegenseitig nur wenig und leiten Wärme und elektrischen Strom weitgehend unabhängig voneinander durch das...

Im Focus: Wie ein Bakterium von Methanol leben kann

Bei einem Bakterium, das Methanol als Nährstoff nutzen kann, identifizierten ETH-Forscher alle dafür benötigten Gene. Die Erkenntnis hilft, diesen Rohstoff für die Biotechnologie besser nutzbar zu machen.

Viele Chemiker erforschen derzeit, wie man aus den kleinen Kohlenstoffverbindungen Methan und Methanol grössere Moleküle herstellt. Denn Methan kommt auf der...

Im Focus: Topologische Quantenzustände einfach aufspüren

Durch gezieltes Aufheizen von Quantenmaterie können exotische Materiezustände aufgespürt werden. Zu diesem überraschenden Ergebnis kommen Theoretische Physiker um Nathan Goldman (Brüssel) und Peter Zoller (Innsbruck) in einer aktuellen Arbeit im Fachmagazin Science Advances. Sie liefern damit ein universell einsetzbares Werkzeug für die Suche nach topologischen Quantenzuständen.

In der Physik existieren gewisse Größen nur als ganzzahlige Vielfache elementarer und unteilbarer Bestandteile. Wie das antike Konzept des Atoms bezeugt, ist...

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Die Zukunft des Leichtbaus: Mehr als nur Material einsparen

23.08.2017 | Veranstaltungen

Logistikmanagement-Konferenz 2017

23.08.2017 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Oktober 2017

23.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Spot auf die Maschinerie des Lebens

23.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Die Sonne: Motor des Erdklimas

23.08.2017 | Physik Astronomie

Entfesselte Magnetkraft

23.08.2017 | Physik Astronomie