Bose-Einstein-Kondensat

Stichpunkte

Allgemein
	Das Bose-Einstein-Kondensat ("BEC" aus dem engl.: Bose-Einstein condensate) ist ein extremer Aggregatzustand eines Systems ununterscheidbarer Teilchen
	in dem sich der überwiegende Anteil der Teilchen im quantenmechanischen Grundzustand befindet
	wenn die Teilchen Bosonen sind. Theoretisch wurde dieser Zustand schon 1924 von Satyendra Nath Bose und Albert Einstein vorhergesagt
	Dies ist nur möglich
	Die erstaunlichen Eigenschaften von flüssigem Helium bei tiefen Temperaturen wurden auf Bose-Einstein-Kondensation zurückgeführt
	allerdings ist die direkte Beobachtung des Effekts in diesem System aufgrund der Wechselwirkung zwischen den Teilchen ausgesprochen schwierig
	Auch Versuche
	führten zunächst nicht zum Erfolg
	Bose-Einstein-Kondensation in einem Gas aus polarisierten Wasserstoff-Atomen zu erreichen
	Im Jahr 2001 erhielten dann schließlich Eric A
	Wolfgang Ketterle und Carl E
	Cornell
	Wieman den Nobelpreis für Physik für die Herstellung des ersten Bose-Einstein-Kondensats (1995) aus einem Gas von Rubidium bzw
	Natrium-Atomen
	wenn eine kritische Phasenraum-Dichte erreicht wird
	Der Phasenübergang von einem klassischen atomaren Gas zu einem Bose-Einstein-Kondensat findet statt
	deren Bewegung durch ein Wellenpaket dargestellt wird
	Anschaulich kann man dies so verstehen: Die Atome sind Quantenteilchen
	Die Ausdehnung dieses Wellenpakets ist die thermische de Broglie-Wellenlänge
	je weiter die Temperatur sinkt
	Diese wird umso größer
	Die Bose-Einstein-Kondensation beginnt
	wenn die Wellenpakete der Teilchen so groß werden
	dass sie beginnen zu überlappen
	Daher ist es notwendig
	um den Phasenübergang zu erreichen
	die Dichte des Gases zu erhöhen und die Temperatur zu senken
	Zunächst werden die Atome durch Laserkühlung bis auf etwa 100 µK vorgekühlt
	Sie bewegen sich dann nur noch um einige cm pro Sekunde und können so bequem in einer magnetischen oder optischen Falle gefangen werden
	als mit den Methoden der Laserkühlung erreicht werden können
	Allerdings sind zum Erreichen des Phasenübergangs sehr viel niedrigere Temperaturen notwendig
	um die kritische Phasenraum-Dichte zu erreichen
	Deshalb wird anschließend evaporatives Kühlen benutzt
	133Cs und 174Yb) zu erreichen
	7Li
	Auf diese Weise ist es bis 2004 gelungen
	85Rb
	87Rb
	23Na
	41K
	Bose-Einstein-Kondensation für eine Vielzahl verschiedener Isotope ( 4He
	auch beim Wasserstoff war man schließlich erfolgreich
	52Cr
	wenn auch mit etwas anderen Methoden
	in denen die einzelnen Atome vollständig delokalisiert sind
	jedes Atom ist also überall innerhalb des Kondensates zugleich
	Bose-Einstein-Kondensate sind makroskopische Quantenobjekte
	Der Zustand kann daher durch eine einzige Wellenfunktion beschrieben werden
	Daraus resultieren faszinierende Eigenschaften wie Suprafluidität und Kohärenz über makroskopische Entfernungen
	den man durch kontrollierte Auskopplung eines Teils der Materiewelle aus der Falle erhalten kann. [Bearbeiten]
	Letztere erlaubt Interferenz-Experimente mit Bose-Einstein-Kondensaten sowie die Herstellung eines so genannten Atomlasers
Weblinks:
	Historie) http://www.iap.uni-bonn.de/P2K/bec/index.html http://derstandard.at/?id=1356913 http://dollywood.itp.tuwien.ac.at/~statmech/BEC.pdf Erzeugung eines Bose-Einstein-Kondensats da:Bose-Einstein kondensat en:Bose-Einstein condensate es:Condensado de Bose-Einstein it:Condensato di Bose-Einstein ja:ボース�アインシュタイン�縮 nl:Bose-Einstein condensaat
	http://www.mpq.mpg.de/bec-anschaulich/html/kondensat.html Max-Planck-Institut für Quantenoptik (allgemein verständliche Beschreibung

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