Neue Methode kontrolliert Bindungszustand von ultrakalten Molekülen Cruisen durch die Quantenwelt - scinexx | Das Wissensmagazin
Anzeige
Anzeige

Neue Methode kontrolliert Bindungszustand von ultrakalten Molekülen

Cruisen durch die Quantenwelt

Ultrakalte Moleküle in einem optischen Gitter © Institut für Experimentalphysik, Universität Innsbruck

Eine neue Methode zur Kontrolle des Bindungszustands von ultrakalten Molekülen haben Forscher entwickelt. Sie können damit quasi durch die verschiedenen Bindungszustände der Moleküle navigieren, so die Innsbrucker Quantenphysiker in der Fachzeitschrift Nature Physics.

Die Untersuchung von Atomen und Molekülen bei extrem tiefen Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt (-273,15 Grad Celsius) zählt heute zu den spannendsten Gebieten der Physik. Ein Forscherteam um Professor Johannes Hecker Denschlag und Professor Rudolf Grimm vom Institut für Experimentalphysik der Universität Innsbruck hat eine neue Methode vorgestellt, mit der die Teilchen noch genauer untersucht werden können.

Navigieren durch die Bindungszustände

Die Bindungsenergie eines Moleküls kann zahlreiche diskrete Werte annehmen. Diese quantisierten Bindungszustände sind für die Experimentalphysiker von großem Interesse. „Ein Fernziel ist es, im Experiment ein ultrakaltes Molekül in den Grundzustand zu versetzen“, erklärt Hecker Denschlag. „Was bei Atomen längst Routine ist, hat mit Molekülen noch niemand geschafft. Denn Moleküle sind wesentlich komplexere Gebilde und deshalb viel schwerer zu kontrollieren.“

Die neue Methode erlaubt es nun, durch dynamisches Anlegen von Magnetfeldern und das Einstrahlen von Radiowellen die Teilchen von einem Energieniveau auf das benachbarte zu befördern. „Das ermöglicht uns ein relativ freies ‚Cruisen‘ durch die unterschiedlichen Niveaus der Bindungsenergie, die für den Physiker tatsächlich eine Art ‚Straßennetz‘ bilden. In unserem Experiment haben wir zum Beispiel ein sehr schwach gebundenes Molekül aus zwei Rubidium-Atomen über neun ‚Kreuzungen‘ in einen stärker gebundenen Zustand überführt“, erzählt Hecker Denschlag, dem diese elegante „Zähmung“ der Moleküle sichtlich Spaß macht.

Auch für komplexe Moleküle interessant

Bisher konnten Moleküle zwar kontrolliert in bestimmte Quantenzustände gebracht werden. Die neue Technik erlaubt es nun aber, durch unterschiedliche Energieniveaus zu navigieren und die Moleküle so in immer neue Bindungszustände zu versetzen. „Das bietet uns im Experiment mit ultrakalten Molekülen ganz neue Möglichkeiten“, freut sich auch Grimm.

Anzeige

Es können nun noch genauere Messungen durchgeführt, die Kollision von Teilchen untersucht und die Moleküle sehr kontrolliert in einen beliebigen Bindungszustand überführt werden. Dies stößt auch die Tür in Richtung Chemie am absoluten Nullpunkt weit auf. „Irgendwann einmal wird diese Methode auch auf sehr komplexe Moleküle anwendbar sein. Dies könnte dann zum Beispiel auch für Fortschritte in der Nano- oder Biotechnologie interessant sein“, gibt Hecker Denschlag einen Ausblick in die Zukunft.

(IQOQI – Institut für Quantenoptik und Quanteninformation, 28.01.2008 – DLO)

Anzeige

In den Schlagzeilen

Diaschauen zum Thema

Dossiers zum Thema

Albert Einstein - Wie die Zeit relativ wurde und die vierte Dimension entstand

News des Tages

Jupitermond Europa

Jupitermond: Jetstream unterm Eis

Wasserstoff aus Meerwasser

Bücher zum Thema

Einsteins Spuk - Teleportation und weitere Mysterien der Quantenphysik von Anton Zeilinger

Das Wunder des Lichts - DVD der BBC

Skurrile Quantenwelt - von Silvia Arroyo Camejo

Faszination Nanotechnologie - von Uwe Hartmann

Nanotechnologie und Nanoprozesse - Einführung, Bewertung von Wolfgang Fahrner

QED - Die seltsame Theorie des Lichts und der Materie von Richard P. Feynman

Top-Clicks der Woche

Anzeige
Anzeige