Eine Methode der Umbesetzung der Hyperfeinstrukturterme des Natrium-Grundzustandes

Maurizio E. Musso

C. F�chtbauer, Gg. Heimann

Hans Bucka

Hermann Sch�ler, J. E. Keyston

Schuster, Tobias

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.

Schröder, Janina

In diesem Experiment wurde der Einfluss eines starken Laserfeldes auf den Grundzustand des Heliumtrimers untersucht. Die Auswertung der Messung zeigt, dass der Grundzustand der Heliumtrimere wie erwartet keine präferierte geometrische Struktur hat und als loses Dreieck detektiert wurde. Bei einer Wechselwirkung der Heliumtrimere mit dem Pump-Puls findet eine Dissoziation des Trimers statt. Eine Detektion des Efimov-Zustandes ist nicht gelungen. Dies liegt zum einen an dem großen Hintergrundsignal, welches schon bei der Messung mit dem geschlossenem Shutter erkennbar war, und zum anderen an der Tatsache, dass sich bei der Messung mit offenem Shutter die dissoziierenden Heliumtrimere auch in dem Bereich, in dem der Efimov-Zustand gemessen werden kann, befinden. Um den Efimov-Zustand messen zu können, müsste bei zukünftigen Messungen das Hintergrundsignal verringert werden. Zudem könnte man eine größere Verzögerungszeit, von 2 ns, zwischen den Pump-Puls und dem Probe-Puls wählen. Dann sollten die dissoziierenden Trimere so groß werden, dass diese sich noch näher zum Ursprung verschieben werden.