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Acta Physica Academiae Scientiarum Hungaricae

Über die Experimentelle Möglichkeit des Nachweises der Streuung mit Doppelter Frequenz mit Hilfe des Masereffektes

Th. Neugebauer

Published Feb 1, 1962• 2 citations
Publisher
DOI
10.1007/bf03158124

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Acta Physica Academiae Scientiarum Hungaricae•Oct 1, 1963•3 citations

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Im Rahmen dieser Doktorarbeit wurde der Grundstein gelegt für die Integration mikrooptischer Elements auf Atomchips. Dies beinhaltete theoretische und experimentelle Untersuchungen zur Möglichkeit der Detektion einzelner Atome mit Hilfe von optischen Resonatoren niedriger Güte. Hierfür wurde ein theoretisches Model zur Beschreibung des gekoppelten Systems Atom-Resonator entwickelt. Angewandt auf einen optischen Faserresonator auf dem Atomchip, sagt dieses Model das Erreichen eines Signal-zu-Rausch-Verhältnisses von über 30 für die Einzelatomdetektion voraus, für Meßintervalle von 10µs. Des weiteren wurde ein Experiment mit kalten Rubidium Atomen aufgebaut, das den ersten Atomchip mit integriertem Faserresonator aufnehmen wird. Eine Serie von Experimenten mit einem makroskopischen Testresonator, der in seinen Eigenschaften einem Faserresonantor gleicht, wurde durchgeführt. Indem man den Resonator sehr nah am konzentrischen Punkt betreibt, kann dessen Fokusbreite auf 12µm reduziert werden, bei einer Finesse von 1200. Diese Parameter liegen in der gleichen Größenordnung wie die eines Faserresonators. Experimente mit Atomen, die frei durch den Resonator fallen oder mit Hilfe eines magnetischen Leiters hindurchgeführt werden, bestätigten die Voraussagen der Theorie bezüglich des Einflusses der Atome auf das Resonatortransmissionssignal.

•Jan 1, 2005•1 citation

Über die physikalischen Voraussetzungen der Wahrscheinlichkeitsrechnung

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Die Naturwissenschaften•Apr 1, 1920•1 citation

A two-orbital quantum gas with tunable interactions

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Im letzten Jahrzehnt haben sich Quantengasexperimente als gut kontrollierbare Modellsysteme zur Untersuchung komplexer Fragestellungen aus diversen Bereichen der Physik etabliert. Ultrakalte Quantengase zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass sie einen direkten und experimentell einfach realisierbaren Zugang zu ihrerWechselwirkung bieten. Das gezielte Einstellen der Wechselwirkungsstärke und die Erforschung der daraus resultierenden Aggregatzustände erlaubt es ein tiefes Verständnis der kondensierten Materie zu gewinnen. Insbesondere erdalkaliähnliche Atome wie Ytterbium bieten die Möglichkeit Phänomene der Festkörperphysik zu untersuchen, die durch die Wechselwirkung von Elektronen in verschiedenen Orbitalen oder durch eine größere Rotationssymmetrie des Spins als in gewöhnlichen Spin-1/2 Systemen hervorgerufen werden. Diese Doktorarbeit präsentiert die experimentelle Charakterisierung der Wechselwirkung ultrakalter, fermionischer Ytterbium-Atome (173Yb) in verschiedenen elektronischen Orbitalen. Dabei wird nachgewiesen, dass sich die Wechselwirkungsstärke mit Hilfe eines externen Magnetfeldes, analog zu einer Feshbach-Resonanz bei Alkali-Atomen, einstellen lässt. Bei Ytterbium wird diese Resonanz durch eine starke Spinaustauschwechselwirkung zwischen den verschiedenen Orbitalen hervorgerufen. Der Nachweis der einstellbaren Wechselwirkung erfolgt über Thermalisierungsexperimente in einer harmonischen Falle und mit Hilfe von hochauflösender Spektroskopie in einem dreidimensionalen Gitter. Des Weiteren wird mit Hilfe der neu entdeckten Resonanz zum ersten Mal experimentell ein stark wechselwirkendes Fermigas in verschiedenen Orbitalen erzeugt und spektroskopisch untersucht. Die Möglichkeit, die interorbitale Wechselwirkung direkt zu manipulieren und somit stark wechselwirkende Quantengase zu erzeugen, ebnet den Weg für die Realisierung und Untersuchung neuartiger Aggregatzustände der kondensierten Materie.

•Jan 1, 2017•1 citation

Ein experimenteller Beitrag zur Kenntnis des Wirkungsquerschnitts angeregter Atome

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The European Physical Journal A•Apr 1, 1926•7 citations

Über Elementarakte mit zwei Quantensprüngen

Maria Goeppert-Mayer

mit xwei QuantemspWwgem Von M a r i a G 6 p p e r t -M a y e r(GSttinger Dissertation) (Mit 5 Figured Einleitung Der erste Teil dieser Srbeit beschiiftigt sich mit dem Zusammenwirken zweier Lichtquanten in einem Elementarakt.Nit Hilfe der Diracschen Dispersionstheorie l) wird die Wahrscheinlichkeit eines dem Ramaneffekt analogen Prozesses, namlich der Simultanemission zweier Lichtquanten, berechnet.Es zeigt sich, daB eine Wahrscheinlichkeit dafiir besteht, daS ein angeregtes Atom seine Anregungsenergie in zwei Lichtquanten aufteilt, deren Energien in Suinme die Anregungsenergie ergeben, aber sonst beliebig sind.Fallt auf das Atom Licht, dessen Frequenz kleiner ist, als die entsprechende Eigenfrequenz des Atoms, so tritt auBerdein noch eine erzwungene Doppelemission hinzu, bei der das Atom seine Energie in ein Lichtquant der eingesandten und eins der Differenzfrequenz aufteilt.K r a m e r s und Heisenberg2) haben die Wa.hrscheinlichkeit dieses letzteren Prozesses korrespondenzmaBig berechnet.buBerdem wird die Umkehrung dieses Prozesses betrachtet, namlich der Fall, daB zwei Lichtquanten, deren Frequenzsumme gleich der Anregungsfreqnenz des Atoms ist, zusammenwirken, urn das Atom anzuregen.Ferner wird untersucht, wie sich ein Atom gegeniiber stoflenden Teilchen verhalten kann, wenn es gleichzeitig die Moglichkeit hat, spontan Licht zu emittieren.0 1 d e n b e r g 3, findet experimentell cine Verbreiterung der Resonanzlinie des Quecksilbers, wenn er die angeregten Atome vielfach mit lang-1) 1'.

Annalen der Physik•Jan 1, 1931•2,697 citations
Im Rahmen dieser Doktorarbeit wurde der Grundstein gelegt für die Integration mikrooptischer Elements auf Atomchips. Dies beinhaltete theoretische und experimentelle Untersuchungen zur Möglichkeit der Detektion einzelner Atome mit Hilfe von optischen Resonatoren niedriger Güte. Hierfür wurde ein theoretisches Model zur Beschreibung des gekoppelten Systems Atom-Resonator entwickelt. Angewandt auf einen optischen Faserresonator auf dem Atomchip, sagt dieses Model das Erreichen eines Signal-zu-Rausch-Verhältnisses von über 30 für die Einzelatomdetektion voraus, für Meßintervalle von 10µs. Des weiteren wurde ein Experiment mit kalten Rubidium Atomen aufgebaut, das den ersten Atomchip mit integriertem Faserresonator aufnehmen wird. Eine Serie von Experimenten mit einem makroskopischen Testresonator, der in seinen Eigenschaften einem Faserresonantor gleicht, wurde durchgeführt. Indem man den Resonator sehr nah am konzentrischen Punkt betreibt, kann dessen Fokusbreite auf 12µm reduziert werden, bei einer Finesse von 1200. Diese Parameter liegen in der gleichen Größenordnung wie die eines Faserresonators. Experimente mit Atomen, die frei durch den Resonator fallen oder mit Hilfe eines magnetischen Leiters hindurchgeführt werden, bestätigten die Voraussagen der Theorie bezüglich des Einflusses der Atome auf das Resonatortransmissionssignal.
Im letzten Jahrzehnt haben sich Quantengasexperimente als gut kontrollierbare Modellsysteme zur Untersuchung komplexer Fragestellungen aus diversen Bereichen der Physik etabliert. Ultrakalte Quantengase zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass sie einen direkten und experimentell einfach realisierbaren Zugang zu ihrerWechselwirkung bieten. Das gezielte Einstellen der Wechselwirkungsstärke und die Erforschung der daraus resultierenden Aggregatzustände erlaubt es ein tiefes Verständnis der kondensierten Materie zu gewinnen. Insbesondere erdalkaliähnliche Atome wie Ytterbium bieten die Möglichkeit Phänomene der Festkörperphysik zu untersuchen, die durch die Wechselwirkung von Elektronen in verschiedenen Orbitalen oder durch eine größere Rotationssymmetrie des Spins als in gewöhnlichen Spin-1/2 Systemen hervorgerufen werden. Diese Doktorarbeit präsentiert die experimentelle Charakterisierung der Wechselwirkung ultrakalter, fermionischer Ytterbium-Atome (173Yb) in verschiedenen elektronischen Orbitalen. Dabei wird nachgewiesen, dass sich die Wechselwirkungsstärke mit Hilfe eines externen Magnetfeldes, analog zu einer Feshbach-Resonanz bei Alkali-Atomen, einstellen lässt. Bei Ytterbium wird diese Resonanz durch eine starke Spinaustauschwechselwirkung zwischen den verschiedenen Orbitalen hervorgerufen. Der Nachweis der einstellbaren Wechselwirkung erfolgt über Thermalisierungsexperimente in einer harmonischen Falle und mit Hilfe von hochauflösender Spektroskopie in einem dreidimensionalen Gitter. Des Weiteren wird mit Hilfe der neu entdeckten Resonanz zum ersten Mal experimentell ein stark wechselwirkendes Fermigas in verschiedenen Orbitalen erzeugt und spektroskopisch untersucht. Die Möglichkeit, die interorbitale Wechselwirkung direkt zu manipulieren und somit stark wechselwirkende Quantengase zu erzeugen, ebnet den Weg für die Realisierung und Untersuchung neuartiger Aggregatzustände der kondensierten Materie.
mit xwei QuantemspWwgem Von M a r i a G 6 p p e r t -M a y e r(GSttinger Dissertation) (Mit 5 Figured Einleitung Der erste Teil dieser Srbeit beschiiftigt sich mit dem Zusammenwirken zweier Lichtquanten in einem Elementarakt.Nit Hilfe der Diracschen Dispersionstheorie l) wird die Wahrscheinlichkeit eines dem Ramaneffekt analogen Prozesses, namlich der Simultanemission zweier Lichtquanten, berechnet.Es zeigt sich, daB eine Wahrscheinlichkeit dafiir besteht, daS ein angeregtes Atom seine Anregungsenergie in zwei Lichtquanten aufteilt, deren Energien in Suinme die Anregungsenergie ergeben, aber sonst beliebig sind.Fallt auf das Atom Licht, dessen Frequenz kleiner ist, als die entsprechende Eigenfrequenz des Atoms, so tritt auBerdein noch eine erzwungene Doppelemission hinzu, bei der das Atom seine Energie in ein Lichtquant der eingesandten und eins der Differenzfrequenz aufteilt.K r a m e r s und Heisenberg2) haben die Wa.hrscheinlichkeit dieses letzteren Prozesses korrespondenzmaBig berechnet.buBerdem wird die Umkehrung dieses Prozesses betrachtet, namlich der Fall, daB zwei Lichtquanten, deren Frequenzsumme gleich der Anregungsfreqnenz des Atoms ist, zusammenwirken, urn das Atom anzuregen.Ferner wird untersucht, wie sich ein Atom gegeniiber stoflenden Teilchen verhalten kann, wenn es gleichzeitig die Moglichkeit hat, spontan Licht zu emittieren.0 1 d e n b e r g 3, findet experimentell cine Verbreiterung der Resonanzlinie des Quecksilbers, wenn er die angeregten Atome vielfach mit lang-1) 1'.