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Riesenatome eingesperrt in Mikroglaszellen

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Gegenüber "normalen" Atomen, die kleiner sind als ein zehntel Nanometer, sind sie über 100 Nanometer groß. Ihre Empfindlichkeit macht sie besonders interessant für quantenlogische Operationen, denn sie können sich über viele Mikrometer hinweg "spüren" und eignen sich deshalb als Schaltelemente für Quantenzustände.

Andererseits scheint die Miniaturisierung solcher Quantenbauelemente durch die hohe Empfindlichkeit erschwert zu werden, denn Riesenatome reagieren auch sehr stark auf die sie umgebenden Wände. Nun haben Forscher am 5. Physikalischen Institut der Universität Stuttgart gezeigt, dass Riesenatome unter bestimmten Umständen dennoch ohne große Störung in kleinsten Mikroglaszellen eingesperrt und beobachtet werden können.

Hierzu befüllten die Stuttgarter Physiker Mikroglaszellen mit "normalen" Atomen in der Dampfphase, die dann durch Laseranregung in ein Riesenatom verwandelt werden. Über die Arbeit berichtet die Fachzeitschrift "Nature Photonics" in ihrer Ausgabe vom 10. Januar.*) Nun sind Riesenatome in Mikroglaszellen "heiße Kandidaten" für miniaturisierte Quantenbauelemente.

Am 5. Physikalischen Institut der Universität Stuttgart wird schon seit einigen Jahren mit Riesenatomen experimentiert, um zum Beispiel die Wechselwirkung zwischen den Riesenatomen und einem neuartigen Molekültyp zu untersuchen. Diese Experimente wurden an ultrakalten Atomen durchgeführt. Zur Erzeugung von ultrakalten Atomen sind aufwändige Vakuumapparaturen notwendig, um die Atome von jeglichem Kontakt mit der Außenwelt abzuschirmen. Die Atome werden dann mit Laserstrahlen und starken Magnetfeldern festgehalten und sehr nahe an den absoluten Nullpunkt gekühlt. Diese komplexen Aufbauten sind jedoch schwer anwendbar. Gesucht sind daher kompakte, leicht handhabbare Systeme, die leicht zu skalieren sind und mit den aktuellen Techniken in Serie produziert werden können.

http://www.pi5.uni-stuttgart.de

Ursula Zitzler | idw
Weitere Informationen:
http://arXiv.org/abs/0908.0275
http://www.pi5.uni-stuttgart.de

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