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Stoßinduzierte Laserkühlung ultradichter Gase






Apparatur zur stoßinduzierten Laserkühlung ultradichter atomarer und molekularer Gase

 


 Thermographische Aufnahme der Hochdruckzelle nach 30 Sekunden Laserbestrahlung. Die blaue Region im Zentrum ist eines der Zellenfenster, die durch das Gas von hinten gekühlt werden.

 

Wir untersuchen die Laserkühlung "makroskopischer" atomarer Ensembles mittels stoßinduzierter Redistribution. Für die Experimente verwenden wir ein Rubidium-Argon Gasgemisch bei 200 bar Druck. Die erreichte Kühlleistung beträgt etwa 100 mW, was um mehr als den Faktor 10000 oberhalb der Kühlleistung bei Experimenten zur Doppler-Kühlung verdünnter atomarer Gase liegt. Häufige Stöße von Rubidiumatomen mit dem Argon-Puffergas in der Zelle schieben Rubidium-Übergänge in Resonanz mit dem anregenden, weit rotverstimmten Laserfeld, während der anschließende spontane Zerfall nahe der ungestörten Übergangsfrequenz erfolgt. Dabei wird dem Gas Bewegungsenergie entzogen, die Temperatur verringert sich.

Wir untersuchen das stoßinduzierte Kühlverfahren auch für molekulare Gase. In anderen Arbeiten haben wir die Kennard-Stepanov Relation, eine Boltzmann-artige thermodynamische Skalierung des Verhältnisses von Absorption und Emission, für sowohl atomare als auch molekulare Gase überprüft.


Einige Referenzen:

Laser Cooling by Collisional Redistribution of Radiation
U. Vogl und M. Weitz
Nature 461, 70 (2009), arXiv:0906.2904, News & Views
 
Kennard-Stepanov relation connecting absorption and emission spectra in an atomic gas
P. Moroshkin, L. Weller, A. Saß, J. Klärs und M. Weitz
Phys. Rev. Lett. 113, 063002 (2014), arXiv:1401.0731
 
Laser-induced cooling of broadband heat reservoirs
D. Gelbwaser-Klimovsky, K. Szcygielski, U. Vogl, A. Saß, R. Alicki, G. Kurizki und M. Weitz
Phys. Rev. A 91, 023431 (2015), arXiv: 1502.08019
 
S. Christopoulos, D. Möller, R. Cota, B. Gerwers und M. Weitz
Phys. Rev. A (im Druck)
 
Einführender Artikel, gut für Studenten geeignet:
Vom Licht gekühlt
U. Vogl und M. Weitz
forschung 4, 23 (2010)


 
Letzte Aktualisierung am 24.01.2017

 

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