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News: Atome fischen mit Quantenpunkten

Physiker schlagen eine Methode vor, mit der sich eine beliebige Zahl von Atomen aus einer Atomwolke fischen lässt. Herzstück ihrer Idee ist ein so genannter Quantenpunkt – eine winzige Struktur, welche die Beweglichkeit der Atomen in allen drei Richtungen einschränkt. So ein Punkt lässt sich beispielsweise durch Laserlicht erzeugen, dessen Wellenlänge gerade so groß ist, dass die Atome im Fokus abgebremst und gefangen werden (Prinzip der Laserkühlung). Wenn ein solcher Spot nun sehr klein ist, dann werden die in ihm gefangenen Teilchen von den Gesetzen der Quantenmechanik regiert, was einige ungewöhnliche Eigenschaften zur Folge hat.

Unter anderem lässt sich die Zahl der Atome im Licht durch die Geschwindigkeit regeln, mit der der Spot aus der Atomwolke zurückgezogen wird. Geschieht das sehr schnell, dann verbleiben die Atome im Licht gefangen. Zieht man den Lichtpunkt jedoch langsam aus der Wolke, so tröpfeln alle Atome aus ihrem Gefängnis – wie Wasser aus einem löchrigen Eimer.

Wie Roberto Diener von der University of Texas in Austin und seine Kollegen herausfanden, ist bei einer bestimmten Geschwindigkeit nur ein einziges Atom in der Falle. Bei etwas höheren Geschwindigkeiten gibt es einen scharfen Übergang zu zwei Atomen und so weiter.

Praktische Bedeutung könnte dieser Art der Selektion einmal bei der Entwicklung eines Quantencomputers zukommen.

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  • Quellen
Nature Science Update
Physical Review Letters 89(7): 070401 (2002)

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