ISBN 978-3-8439-2478-8

978-3-8439-2478-8, Reihe Physik

Hans Keßler
Resonator-kontrollierte Materiewellen-Superradianz

117 Seiten, Dissertation Universität Hamburg (2015), Softcover, B5

Zusammenfassung / Abstract

In dieser Arbeit wird gezeigt, wie mit Hilfe eines optischen Hochfinesseresonators, superradiante Streuung an Materiewellen kontrolliert werden kann. Die Richtung des dabei übertragenen Impulses ließ sich mit dieser einzigartigen Kontrolle über das stark gekoppelte Atom-Resonator-System steuern. Damit wurde Energie in das System gebracht und ihm wieder entzogen.

Ausgangspunkt für die Experimente in dieser Dissertation war die Erzeugung eines Bose-Einstein-Kondensats (BEC) aus Rubidiumatomen, das mit der Gaußmode des linearen Resonators überlagert wurde. Anschließend wurde das Ensemble mit von den atomaren Resonanzen weit verstimmtem Licht bestrahlt.

Beim Pumpen in Richtung der Resonatorachse wird das System longitudinal gekoppelt. Damit konnten Atome unter das Rückstoßlimit gekühlt werden. Dabei gelang es, im Rahmen dieser Promotion, die Dynamik der Prozesse „live“ und nicht-destruktiv über das transmittierte Resonatorlicht zu beobachten.

Im transversalen Pumpschema wird das Kondensat senkrecht zur Orientierung des Resonators bestrahlt. Die Energieselektivität des ultraschmalbandigen Resonators wurde hier genutzt, um die Materiewellen-Superradianz zu kontrollieren. Mit dieser Kontrolle konntedas Ensemble auf den 71/2-fachen Rückstoßimpuls beschleunigt, sowie vom Impuls 4ħk auf 0 abgebremst werden. Durch geschicktes Wählen der Verstimmung zwischen Resonatorresonanz und Pumplicht wurde das für die superradiante Streuung nötige Bragg-Gitter verändert und es konnte ein subradianter Prozess beobachtet werden.