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Koppelung Photonen

Querschnitt durch das 4piPAC-Experiment: Der Parabolspiegel ist präzise aus Aluminium gefräst. Seine Öffnung hat zwei Zentimeter Durchmesser. Der Brennpunkt, in dem das Atom gefangen ist, befindet sich zwei Millimeter über dem tiefsten Punkt. Von oben trifft das Laserlicht (rot) in den Parabolspiegel. Der Spiegel reflektiert die ebenen Wellen so, dass sie als Kugelwellen im Brennpunkt zusammenlaufen (rote Pfeile). Dort ist das Atom (grün, Dipolfeld schwarz) gefangen, das ein Photon aufnehmen soll. Die Geometrie ist mit einer Lampe in einem Autoscheinwerfer vergleichbar. Der Spiegel hat unten drei Öffnungen: Durch die rechte Öffnung wird das anfangs elektrisch neutrale Atom in die Falle geladen; durch die linke strahlen Laser (gelb), die dem Atom ein Elektron wegschlagen und das so entstandene Ion kühlen. Anders als die Garchinger setzen die Erlanger auf elektrisch geladene Atome. Zum Beispiel ein Ytterbium-Atom, dem sie ein bis zwei Elektronen wegschießen. Diese Ionen lassen sich nämlich mit elektrischen Kräften gefangen halten. Dafür sorgt eine sogenannte Paul-Falle, deren Elektroden in der mittleren Öffnung stecken.

© R. Wengenmayr / CC BY-NC-SA 4.0

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