Die Eigenschaften der quantentheoretischen Phasenraumdichte

Florian A. Scheck

Charles Paul Enz, Karl von Meÿenn

Es wird, namentlich im Hinblick auf den Millikan-Landéschen Befund der Darstellbarkeit der Alkalidubletts durch relativistische Formeln und auf Grund von in einer früheren Arbeit erhaltenen Resultaten, die Auffassung vorgeschlagen, daß in diesen Dubletts und ihrem anomalen Zeemaneffekt eine klassisch nicht beschreibbare Zweideutigkeit der quantentheoretischen Eigenschaften des Leuchtelektrons zum Ausdruck kommt, ohne daß hierbei die abgeschlossene Edelgaskonfiguration des Atorarestes in Form eines Rumpfimpulses oder als Sitz der magneto-mechanischen Anomalie des Atoms beteiligt ist. Sodann wird versucht, diesen als provisorische Arbeitshypothese eingenommenen Standpunkt trotz ihm. entgegenstehender prinzipieller Schwierigkeiten auch bei anderen Atomen als den Alkalien in seinen Konsequenzen möglichst weit zu verfolgen. Dabei zeigt sich zunächst, daß er es im Gegensatz zur üblichen Auffassung ermöglicht, im Falle eines starken äußeren Magnetfeldes, wo von den Kopplungskräften zwischen Atomrest und Leuchtelektron abgesehen werden kann, diesen beiden Teilsystemen hinsichtlich der Anzahl ihrer stationären Zustände sowie der Werte ihrer Quantenzahlen und ihrer magnetischen Energie keine anderen Eigenschaften zuzuschreiben als dem freien Atorarest bzw.

Klaus Fröhlich

- Definition des Begriffes "real" - Symbiosemodell der Quantentheorie - Elementarsysteme besitzen die Eigenschaften von Funktionsmodellen - Wechselwirkungen zwischen Informationen und Quanteninformationen - Ad-hoc-Modell der Bewegung - Einheitliche Beschreibung der Natur Prüfbare Folgerung: Elementarsysteme enthalten ihre Eigenschaften im Rahmen eines Innovationsprozesses nach dem Mechanismus der Wissenschaften. Objekte, die nach diesem Mechanismus entstehen (wie z.B. Elektronen) besitzen zwangsläufig und damit nachprüfbar bestimmte Eigenschaften. Ein vom Mechanismus der Wissenschaften hervorgebrachtes Objekt - besitzt die Eigenschaften einer Information. - besitzt die Eigenschaften eines symbiotischen Systems. - besitzt die Eigenschaften eines Funktionsmodells. Diese Eigenschaften müssen nicht als gegeben hingenommen werden, sondern ergeben sich.

Peter Spoden

Diese Arbeit ist dem Studium eines kalten Gases aus Neonatomen im metastabilen 3s[3/2] 2 -Zustand gewidmet.Sie umfasst die präzise Bestimmung der Lebensdauer dieses Zustandes und eine detaillierte Untersuchung elastischer und inelastischer Stöße zwischen spinpolarisierten Atomen.Basierend auf der Messung der entsprechenden Stoßparameter wurde gezeigt, dass das Isotop 22 Ne besser als 20 Ne für die Verdampfungskühlung geeignet ist.Eine Erhöhung der Phasenraumdichte eines 22 Ne-Ensembles konnte beobachtet werden.Die Realisierung eines Bose-Einstein-Kondensates metastabilen Neons durch evaporatives Kühlen wird allerdings durch die vergleichsweise hohen inelastischen Stoßraten erschwert.Für die hier beschriebenen Messungen wurden Neonatome in einer magnetooptischen Falle bzw. in einer magnetostatischen Falle gespeichert.Durch Laserkühlung innerhalb der Magnetfalle konnten zuverlässig Ensembles mit über 95% Besetzung des magnetischen Unterzustandes m J = + 2 präpariert werden.Sie weisen eine typische Temperatur von 0,5 mK, eine zentrale Dichte von bis zu 10 11 cm -3 und eine zentrale Phasenraumdichte von bis zu 4,4 × 10 -7 auf.Die natürliche Lebensdauer des metastabilen Zustands wurde aus der exponentiellen Abnahme der Anzahl gespeicherter 20 Ne-Atome ermittelt.Nach Berücksichtigung systematischer Einflüsse konnte sie zu 14,73(14) s bestimmt werden.Elastische Stöße konnten durch die Beobachtung der Relaxation einer anisotropen Temperaturverteilung des Atomensembles nachgewiesen werden.Bei den vorherrschenden Temperaturen wird deren Wirkungsquerschnitt durch die s-Wellen Streulänge a spezifiziert.Sie ist bei 20 Ne wahrscheinlich negativ und beträgt a = -105(4) stat (18) syst a 0 ( a 0 = 5,29×10 -11 m).Die Streulänge von 22 Ne ist mit hoher Wahrscheinlichkeit positiv und liegt zwischen 150 a 0 und 1050 a 0 mit einem wahrscheinlichsten Wert von a = +310(70) stat a 0 .Inelastische Stöße metastabiler Neonatome treten hauptsächlich als Penning-Ionisation auf.Durch die Bestimmung von Fallenverlusten und Heizraten konnte die dichteabhängige Rate inelastischer Stöße bestimmt werden.Sie wird durch den Verlustparameter β charakterisiert.Durch eine detaillierte Analyse konnte der Grad ihrer Unterdrückung β unpol /β pol durch Spinpolarisation ermittelt werden.Für 20 Ne beträgt er 47(20) mit Verlustparametern von β unpol = 2,5(8) × 10 -10 cm 3 s -1 und β pol = 5,3(15) × 10 -12 cm 3 s -1 und für 22 Ne lediglich 9(6) mit β unpol = 8(5) × 10 -11 cm 3 s -1 und β pol = 9,4(26) × 10 -12 cm 3 s -1 .Die Unterdrückung inelastischer Stöße erweist sich hiermit um Größenordnungen geringer als prognostiziert.Aufgrund eines höheren Verhältnisses elastischer zu inelastischer Stoßraten ist 22 Ne besser für das evaporative Kühlen geeignet als 20 Ne.Entsprechende erste Experimente wurden durchgeführt.Es konnte bei 22 Ne eine Erhöhung der Phasenraumdichte um eine Größenordnung durch Evaporation beobachtet werden.Simulationsrechnungen der Verdampfungskühlung zeigen, dass insgesamt eine Erhöhung der Phasenraumdichte um zwei bis sieben Größenordnungen -je nach tatsächlicher Größe der Streulänge -erzielbar sein sollte.

Thomas Görnitz