Sperrfrist: 24.11.2010 19:00
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Physiker der Universität Bonn haben eine völlig neue Lichtquelle
hergestellt, ein so genanntes Bose-Einstein-Kondensat aus Photonen.
Bis vor kurzem hatten Experten das noch für unmöglich gehalten. Die
Methode eignet sich unter Umständen zur Konstruktion neuartiger
laserähnlicher Lichtquellen, die im Röntgenbereich leuchten. Die
Wissenschaftler berichten in der kommenden Ausgabe der Zeitschrift
„Nature“ über ihre Entdeckung (doi: 10.1038/nature09567).

Wenn man Rubidiumatome sehr stark abkühlt und genügend von ihnen
auf kleinem Raum konzentriert, werden sie plötzlich ununterscheidbar:
Sie verhalten sich wie ein einziges riesiges „Superteilchen“.
Physiker sprechen von einem Bose-Einstein-Kondensat. Für
„Lichtpartikel“, die Photonen, müsste das eigentlich auch gehen.
Leider scheitert diese Idee aber an einem fundamentalen Problem: Wenn
man Photonen „abkühlt“, verschwinden sie. Licht zu kühlen und
gleichzeitig zu konzentrieren, schien daher bis vor einigen Monaten
unmöglich.

Den Bonner Physikern Jan Klärs, Julian Schmitt, Dr. Frank Vewinger
und Professor Dr. Martin Weitz ist das nun dennoch gelungen. Sie
nutzten dazu zwei hochreflektive Spiegel, zwischen denen sie einen
Lichtstrahl ständig hin und her warfen. Zwischen den
Reflexionsflächen befanden sich gelöste Farbstoff-Moleküle, mit denen
die Photonen regelmäßig kollidierten. Dabei kühlten die Lichtteilchen
auf Raumtemperatur ab, ohne gleichzeitig verloren zu gehen. Die
Bonner Physiker erhöhten nun die Menge der Photonen zwischen den
Spiegeln, indem sie die Farbstofflösung mit einem Laser anregten. So
konnten sie die abgekühlten Lichtteilchen so stark konzentrieren,
dass sie zu einem „Super-Photon“ kondensierten.

Dieses photonische Bose-Einstein-Kondensat ist eine völlig neue
Lichtquelle mit laserähnlichen Eigenschaften. Im Unterschied zu
Lasern lässt sich damit aber wahrscheinlich auch UV- oder
Röntgenlicht erzeugen – eine Aussicht, die vor allem Chip-Designer
freuen dürfte: Sie nutzen Laserlicht, um logische Schaltkreise in
ihre Halbleitermaterialien zu gravieren. Mit Röntgenlasern kann man
viel feiner schreiben und so auf derselben Siliziumfläche erheblich
komplexere Strukturen unterbringen.

Pressekontakt:
Prof. Dr. Martin Weitz
Telefon: 0228/73-4837 oder -4836
Martin.Weitz@uni-bonn.de

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