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News: Dynamisches Tunneln eines Bose-Einstein-Kondensats

Winfried Hensinger vom National Institute of Standards and Technology in Gaithersburg und seine Kollegen konnten an einem Bose-Einstein-Kondensat so genanntes dynamisches Tunneln zwischen zwei Bewegungszuständen beobachten. Normalerweise versteht man unter dem quantenmechanischen Tunneleffekt die Wahrscheinlichkeit, dass ein Teilchen auf der anderen Seite einer Barriere auftauchen kann, obwohl seine Energie nicht dazu ausreicht die Barriere zu überqueren. Bei dynamischem Tunneln beschränkt nun keine (Energie-)Barriere die Bewegung eines Teilchens, vielmehr schränken andere Konstanten das Teilchen in seiner Bewegung ein.

In ihrem Experiment platzierten die Wissenschaftler das Bose-Einstein-Kondensat in einer sinusförmigen Senke und gaben ihm einen Schubs, sodass es in ihr hin und her schwingen konnte – ganz so wie eine Kugel in einer Mulde hin und her rollt. Dabei gibt es klassischerweise zwei Bewegungszustände: Anregung und Bewegung der Kugel verlaufen synchron in die gleiche Richtung oder genau entgegengesetzt. Während klassisch immer nur eine der beiden Schwingungen auftritt, beobachteten die Forscher nun, dass das Quantenkondensat seine Schwingung änderte und zwischen den beiden möglichen Schwingungen wechselte. Dynamisches Tunneln haben Wissenschaftler bereits in den 80er Jahren vorhergesagt.

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  • Quellen
Nature 412: 52–55 (2001)
Nature Physics Portal

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