Die Verdampfungsw�rme des Natriums und die �bergangswahrscheinlichkeit des Na-Atoms aus dem Resonanz- in den Normalzustand auf Grund optischer Messungen
In der vorliegenden Arbeit werden die Möglichkeiten, stark korrelierte Quantensysteme anhand der Bose-Fermi Mischung von Natrium und Lithium experimentell umzusetzen, untersucht. Zu diesem Zweck wurden die intraspezies Wechselwirkung von Natrium sowie die interspezies Wechselwirkung zwischen Natrium und Lithium erforscht. Durch eine quantitative Analyse des Natrium Feshbach Resonanz Spektrums konnten wir dessen Wechselwirkungseigenschaften präzise bestimmen und insbesondere die Genauigkeit der Energie des letzten gebundenen Zustands um einen Faktor 50 erhöhen. Zur Untersuchung der interspezies Wechselwirkungseigenschaften haben wir einen allgemeingültigen Ansatz entwickelt, dessen Anwendbarkeit wir anhand der Natrium-Lithium Mischung zeigen konnten: Vorzeichen und Größe der Streulänge wurden bestimmt und dieser Wert verwendet, um die Energie des letzten gebundenen Zustands zu bestimmen, was als Ausgangspunkt für die Erklärung des gemessenen Feshbach Spektrums diente. Im Spezialfall Natrium-Lithium konnten wir 23 der 26 beobachteten Resonanzen als d-Wellen einordnen. Dieses unerwartete Ergebnis wurde durch eine Coupled-Channels Rechnung bestätigt, deren Resultate für die Wechselwirkungseigenschaften auch mit den unabhängig experimentell ermittelten Größen übereinstimmen. Als ergänzende Herangehensweise, um stark korrelierte Systeme zu untersuchen, haben wir unseren experimentellen Aufbau durch ein optisches Gitter ergänzt. Wir konnten Methoden, um die Bandbesetzung zu bestimmen und kohärent zu manipulieren, demonstrieren und den interspezies Energieübertrag auf verschiedene Weisen untersuchen. Die Gitterfrequenz wurde mit besonderem Augenmerk auf die erreichbare Genauigkeit bestimmt. Der ermittelte Wert in Kombination mit den Ergebnissen der Wechselwirkungsanalyse zeigt, dass Fröhlich Polaronen in der ultrakalten Bose-Fermi Mischung von Natrium und Lithium erfolgreich über den Anstieg in effektiver Masse detektiert werden könnten.
Christian Michael Samuelis Spektroskopie und optische Manipulation kalter Stöße in einem Natrium-Molekülstrahl Gegenstand dieser Arbeit ist die Untersuchung und optische Manipulation langreichweitiger Wechselwirkungen in Na 2 -Molekülen.Der erste Teil befasst sich mit der Spektroskopie des asymptotischen Bereichs des X 1 Σ + g -und des a 3 Σ + u -Zustands, die bei großen Kernabständen durch die Hyperfeinwechselwirkung koppeln.Es wurden Niveaus mit dominierendem Triplettcharakter in einem Bereich bis 0.25 cm -1 unterhalb der niedrigsten Hyperfeinasymptote untersucht und ihre energetische Lage relativ zur Dissoziationsgrenze mit einer Unsicherheit kleiner als 0.002 cm -1 bestimmt.Darüber hinaus wurden im Bereich zwischen den Grundzustandshyperfeinasymptoten Shape-und Feshbach-Resonanzen beobachtet.Die gewonnenen spektroskopischen Daten wurden zur Herstellung von präzisen Potentialen des X 1 Σ + g -und des a 3 Σ + u -Zustands mit Daten aus der Literatur ergänzt.Mit diesen Potentialen kann in Coupled Channel-Rechnungen die asymptotische Molekülstruktur innerhalb der experimentellen Fehler beschrieben werden.Gleichzeitig sind sie geeignet, in einer Streusimulation die zwischen den Grundzustandsasymptoten beobachteten Resonanzstrukturen zu reproduzieren.Ein weiterer Teil der Arbeit befasst sich mit der spektroskopischen Untersuchung einer optischen Dipolkopplung asymptotischer Niveaus des A 1 Σ + u -Zustands an Molekülzustände, die zur Asymptote 3s + 3d korrelieren.Neben den Experimenten wird eine Coupled Channel-Simulation vorgestellt, die die im Experiment beobachtete Abhängigkeit der Linienverschiebungen asymptotischer Vibrationsniveaus des A-Zustands von der Frequenz und Intensität des Koppellasers beschreiben kann.Abschließend wird eine optische Kopplung zwischen asymptotischen Niveaus an der Natriumgrundzustandsasymptote und Niveaus des A-Zustands untersucht.
In der vorliegenden Arbeit wird das Spinrauschen an Rubidium mittels optischer Faradayrotation untersucht. Das Ziel ist der Übergang zum Einzelphotonenniveau, um eine möglichst störungsarme Bestimmung der Spinlebensdauer zu ermöglichen. Hierzu werden zunächst Messungen oberhalb des Einzelphotonenniveaus durchgeführt, um den Einfluss des Magnetfeldes und der Laserleistung auf das Spinrauschen zu analysieren. Die Messungen zeigen, wie erwartet, dass die Larmorfrequenz linear mit dem Magnetfeld zunimmt und die Signalstärke mit der sinkenden Laserleistung abnimmt. Vor dem Übergang zum Einzelphotonenniveau wird die Signalstärke durch eine stärkere Fokussierung des Lasers in der Probe erhöht. Das Einzelphotonenspinrauschen soll mithilfe von Korrelationsmessungen mit Lawinenphotodioden nachgewiesen werden, jedoch ist weder in der Autokorrelationsmessung noch in der Kreuzkorrelationsmessung ein Spinrauschsignal zu erkennen. Eine mögliche Ursache ist eine zu geringe Signalstärke, wodurch das Spinrauschsignal vom Hintergrundrauschen überlagert wird. Für die Messungen wird zusätzlich eine Simulation durchgeführt. Das Spinrauschen wird dabei als zufällige Bewegung auf der Bloch-Kugel mit einer Präzession aufgrund des Magnetfeldes modelliert. Dazu wird die Verteilung der Photonen auf den Detektoren simuliert und daraus die Korrelation bestimmt. In dieser Simulation ist es möglich, das Spinrauschsignal in der Korrelationsfunktion zu beobachten.