Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Erstes Bose-Einstein-Kondensat von Erbium erzeugt

22.05.2012
Das exotische Element Erbium wurde von einem Team um Francesca Ferlaino an der Universität Innsbruck erstmals erfolgreich kondensiert. Damit haben die Innsbrucker Experimentalphysiker als weltweit einzige die ersten Bose-Einstein-Kondensate von gleich drei chemischen Elementen - Cäsium, Strontium und Erbium - erzeugt.

Ultrakalte Quantengase haben außergewöhnliche Eigenschaften und ermöglichen das Studium von grundlegenden Fragen der Physik. Mit Erbium haben die Forscher um Francesca Ferlaino vom Institut für Experimentalphysik der Universität Innsbruck für ihr Experiment ein sehr exotisches Element ausgewählt, das dank seiner besonderen Eigenschaften neue und faszinierende Möglichkeiten zur Untersuchung fundamentaler Probleme der Quantenphysik erlaubt.

„Erbium ist vergleichsweise schwer und besitzt einen stark magnetischen Charakter. Diese Eigenschaften führen zu einem extremen dipolaren Verhalten der Quantensysteme“, sagt Ferlaino. Sie hat mit ihrem Team einen überraschend einfachen Weg gefunden, dieses komplexe Element mit Hilfe von Laserkühlung und Verdampfungskühlung extrem stark abzukühlen. Bei Temperaturen unmittelbar über dem absoluten Nullpunkt verwandelt sich die Wolke aus rund 70.000 Atomen in ein magnetisches Bose-Einstein-Kondensat. Die Teilchen verlieren dabei ihre individuellen Eigenschaften und schwingen alle im gleichen Takt.

„Experimente mit Erbium ermöglichen uns neue Einblicke in die komplexen Wechselwirkungseigenschaften stark korrelierter Systeme und bieten vor allem auch neue Ansatzpunkte für die Untersuchung des Quantenmagnetismus mit kalten Atomen“, sagt die junge Wissenschaftlerin. Sie wurde 2009 mit dem österreichischen START-Preis ausgezeichnet und erhielt 2010 einen ERC Starting Grant des Europäischen Forschungsrats.

„Wir haben mit dem Bose-Einstein-Kondensat nur knapp ein Jahr nach dem Start dieses Projektes eines der wichtigsten Ziele bereits erreicht“, zeigt sich Francesca Ferlaino stolz. „Dies zeigt, wie wichtig diese Förderprogramme für junge Forscherinnen und Forscher sind und wie wesentlich die Unterstützung durch die Universität Innsbruck und das Institut für Experimentalphysik für mich und mein Team waren.“ Als Gratulant stellte sich auch Nobelpreisträger Eric Cornell mit den Worten ein: „Lovely new baby. Its parents must be very proud!“

Quanten-Hauptstadt Innsbruck um ein Superlativ reicher

Cäsium, Strontium und Erbium sind die drei chemischen Elemente, die Innsbrucks Physik in den vergangenen Jahre erfolgreich kondensiert hat. Ein wichtiger Durchbruch gelang Rudolf Grimm und seinem Team 2002 mit der ersten Kondensation von Cäsium, die in den folgenden Jahren zahlreiche wissenschaftliche Früchte trug. START-Preisträger Florian Schreck aus der Gruppe um Rudolf Grimm konnte 2009 das Element Strontium erstmals kondensieren. Und nun gelang dieses Kunststück auch Francesca Ferlaino mit dem Element Erbium. Weltweit wurden bisher insgesamt 13 Elemente kondensiert. Zehn Kondensate entstanden dabei in jeweils anderen Forschungsgruppen auf der ganzen Welt. 2001 erhielten Eric Cornell, Wolfgang Ketterle und Carl Wieman für die Erzeugung der weltweit ersten Bose-Einstein-Kondensate den Physik-Nobelpreis. Das nun in Innsbruck erstmals realisierte Kondensat von Erbium eignet sich hervorragend, um in Zukunft zum Beispiel geophysikalische Phänomene wie Wirbelwinde oder die Dynamik von komplexen Proteinen in der Biophysik in Detail zu untersuchen.

Publikation: Bose-Einstein Condensation of Erbium. K. Aikawa, A. Frisch, M. Mark, S. Baier, A. Rietzler, R. Grimm, F. Ferlaino. Phys. Rev. Lett. 108, 210401 (2012)

DOI: 10.1103/PhysRevLett.108.210401, http://prl.aps.org/abstract/PRL/v108/i21/e210401

Rückfragehinweis:

Univ.-Prof. Dr. Francesca Ferlaino
Institut für Experimentalphysik
Universität Innsbruck
Tel.: +43 512 507-6340
E-Mail: francesca.ferlaino@uibk.ac.at
Dr. Christian Flatz
Büro für Öffentlichkeitsarbeit
Universität Innsbruck
Tel.: +43 676 872532022
E-Mail: christian.flatz@uibk.ac.at

Dr. Christian Flatz | Universität Innsbruck
Weitere Informationen:
http://prl.aps.org/toc/PRL/v108/i21
http://physics.aps.org/articles/v5/58

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Optische Technologien für schnellere Computer / „Licht“ mit Wespentaille
16.08.2017 | Universität Duisburg-Essen

nachricht Sternenstaub reist häufiger in Meteoriten mit als gedacht
15.08.2017 | Max-Planck-Institut für Chemie

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: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Im Focus: Exotic quantum states made from light: Physicists create optical “wells” for a super-photon

Physicists at the University of Bonn have managed to create optical hollows and more complex patterns into which the light of a Bose-Einstein condensate flows. The creation of such highly low-loss structures for light is a prerequisite for complex light circuits, such as for quantum information processing for a new generation of computers. The researchers are now presenting their results in the journal Nature Photonics.

Light particles (photons) occur as tiny, indivisible portions. Many thousands of these light portions can be merged to form a single super-photon if they are...

Im Focus: Wissenschaftler beleuchten den „anderen Hochtemperatur-Supraleiter“

Eine von Wissenschaftlern des Max-Planck-Instituts für Struktur und Dynamik der Materie (MPSD) geleitete Studie zeigt, dass Supraleitung und Ladungsdichtewellen in Verbindungen der wenig untersuchten Familie der Bismutate koexistieren können.

Diese Beobachtung eröffnet neue Perspektiven für ein vertieftes Verständnis des Phänomens der Hochtemperatur-Supraleitung, ein Thema, welches die Forschung der...

Im Focus: Tests der Quantenmechanik mit massiven Teilchen

Quantenmechanische Teilchen können sich wie Wellen verhalten und mehrere Wege gleichzeitig nehmen, um an ihr Ziel zu gelangen. Dieses Prinzip basiert auf Borns Regel, einem Grundpfeiler der Quantenmechanik; eine mögliche Abweichung hätte weitreichende Folgen und könnte ein Indikator für neue Phänomene in der Physik sein. WissenschafterInnen der Universität Wien und Tel Aviv haben nun diese Regel explizit mit Materiewellen überprüft, indem sie massive Teilchen an einer Kombination aus Einzel-, Doppel- und Dreifachspalten interferierten. Die Analyse bestätigt den Formalismus der etablierten Quantenmechanik und wurde im Journal "Science Advances" publiziert.

Die Quantenmechanik beschreibt sehr erfolgreich das Verhalten von Partikeln auf den kleinsten Masse- und Längenskalen. Die offensichtliche Unvereinbarkeit...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

Sensibilisierungskampagne zu Pilzinfektionen

15.08.2017 | Veranstaltungen

Anbausysteme im Wandel: Europäische Ackerbaubetriebe müssen sich anpassen

15.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Neue Einblicke in die Welt der Trypanosomen

16.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Maschinensteuerung an Anwender: Intelligentes System für mobile Endgeräte in der Fertigung

16.08.2017 | Informationstechnologie

Komfortable Software für die Genomanalyse

16.08.2017 | Informationstechnologie