29. Juli 2025

Erics Artikel zur Spektroskopie an Xenon-Edelgasgemischen ist in PRA erschienen Kennard-Stepanov Relation wurde für Xenon in Krypton verifiziert

Ein wichtiger Schritt auf dem Weg zum Photonenkondensat im VUV-Bereich wurde realisiert

Für die Erzeugung eines Bose-Einstein Kondensats aus Photonen im vakuum-ultravioletten Spektralbereich (VUV) ist Xenon, dessen Linien durch ein zweites Edelgas stossverbreitert werden, ein guter Kandidat. In unserer neuesten Arbeit zeigen wir, dass Xenon einige vielversprechende Übergänge aufweist, die sich über Zwei-Photonen Anregungen besetzen lassen. Außerdem konnten wir zeigen, dass Xenon-Krypton Mischungen die Kennard-Stepanov Relation erfüllen, eine essenzielle Grundlage für die Erzeugung eines thermischen Ensembles.

Die Erstautoren der Studie, Thilo vom Hövel und Eric Boltersdorf
Die Erstautoren der Studie, Thilo vom Hövel und Eric Boltersdorf © F. Vewinger / Uni Bonn
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Spektroskopie von Edelgasen im Grundzustand stellt eine Herausforderung dar. Die relevanten Wellenlängen liegen im Vakuum-Ultraviolettbereich (VUV), in dem die Strahlung schon an Luft absorbiert wird. Deshalb müssen alle Lichtwege im Vakuum geführt werden, in dem sich auch eine Hochdruckzelle befindet, die mit den zu untersuchenden Edelgasen bei einem Druck von einigen zehn bis hundert Bar gefüllt ist. Außerdem gibt es in diesem Spektralbereich keine leistungsstarken Lichtquellen wie z.B. Laser, so dass die Anregung der Edelgase nicht trivial ist. All diese Problem hat das Team um Eric und Thilo gelöst, und erfolgreich Ein- und Zwei-Photonenspektroskopie an Xenon durchgeführt. Wir konnten zeigen, dass Xenon über Zwei-Photonenanregung effizient angeregt werden kann, und sich diese somit zum Pumpen eins Photonen-Kondensats eignet. Damit ist ein wichtiger Schritt auf dem Weg zur Realisierung einer kohärenten Lichtquelle im VUV genommen.

Die Studie wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft gefördert (Grant No. 496090524), Grant No. 422472083 und Grant No. 277625399).

Eric Boltersdorf, Thilo vom Hövel, Jeremy Andrew Morín Nenoff, Frank Vewinger und Martin Weitz
One- and two-photon spectroscopy with a test of the Kennard-Stepanov relation in high-pressure two-species xenon--noble-gas mixtures
Physical Review A 112, 012811 (2025)
https://link.aps.org/doi/10.1103/m77f-7r1j

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