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Der blaue Atomlaserstrahl fließt unter dem Einfluss der Gravitation in Richtung der langen Achse des
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Der blaue Atomlaserstrahl fließt unter dem Einfluss der Gravitation in Richtung der langen Achse des Bildes

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Superkalte Atomstrahlen

Bose-Einstein-Kondensate als Nanotinte

Mit den kältesten Gasen der Welt lassen sich neuartige Atomstrahlen erzeugen. Ihre Atome schwingen im Takt, wie das Licht eines Laserstrahls.

Angenommen, Sie schrumpfen auf ein milliardstel Meter zusammen und können die Bewegung einzelner Atome in einem Gas beobachten. Die Partikel vor Ihnen gleichen unzerbrechlichen Glasmurmeln, die umherflitzen und unaufhörlich voneinander abprallen.

Nehmen wir weiter an, das Gas wird immer weiter abgekühlt: Zunächst verlieren die Atome nur an Geschwindigkeit und rücken näher zusammen. Aber dann sehen Sie zu Ihrer Überraschung, dass die Murmeln selbst sich verändern. Die Größe der langsamsten wächst auf das Tausendfache, und ihre zuvor glatte Oberfläche ist nun ganz unscharf geworden. Diese immer schemenhafteren Atome durchdringen einander, manchmal ohne Ablenkung, dann wieder mit einem Rückstoß, als wären sie mit etwas Hartem im Innern kollidiert.

Dann entdecken Sie, wie sich zwei der langsamsten, verschwommensten Atome überlappen. Sie scheinen zu einem einzigen größeren Bläschen zu verschmelzen. Dieses Tröpfchen scheint weitere Atome einzusaugen und plötzlich bleibt von der unübersichtlichen Zappelei nur ein riesiger bewegungsloser Zeppelin übrig. Was für ein mysteriöses Objekt ist das?

Vor Ihnen schwebt ein so genanntes Bose-Einstein-Kondensat, die kälteste Form eines Gases im Universum. Einstein sagte diesen Zustand 1924 voraus, ohne genau zu wissen, was es damit auf sich hat. Erst 1995 gelang es der Forschungsgruppe von Eric Cornell in Boulder (Colorado/USA) zum ersten Mal rund 2000 Rubidiumatome zu diesem eigenartigen Etwas verschmelzen zu lassen. Dazu kühlten sie die Atome auf weniger als 100 Nanokelvin (ein milliardstel Grad über dem absoluten Nullpunkt bei –273,15 Grad Celsius) ab.

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Zuletzt geändert am: 23.03.2005