Neuartige Kühlmethoden zur Erzeugung ultrakalter Ca-Atome

Für die Atominterferometrie und die weitere Entwicklung optischer Uhren ist die Bewegung der verwendeten Atome trotz der erfolgreichen Anwendung von Laser-Kühlverfahren noch immer der limitierende Faktor.

Es wurden deshalb zwei neue Laser-Kühlverfahren für Calcium-Atome entwickelt, die es erstmals ermöglichen, Temperaturen im Bereich von einigen Mikrokelvin zu erreichen. Beide Verfahren nutzen über den Dopplereffekt die hohe Geschwindigkeitsselektivität eines schmalen Interkombinationsüberganges. Besonders effektiv ist die "Quench-Kühlung", bei der der Interkombinationsübergang durch einen weiteren Laser verbreitert wird und damit Dopplerkühlung auch auf sehr schmalen Übergängen möglich wird. Die Erhöhung der Phasenraumdichte um zwei Größenordnungen ist ein wichtiger Schritt zum effektiven Füllen einer optischen Dipolfalle und damit auf dem Weg zur Erreichung der Quantenentartung. Daneben werden höchste Kontraste und geringere Unsicherheiten von Atominterferenzen realisierbar sein.

Die Parameterabhängigkeiten der Kühlverfahren und erste atominterferometrische Anwendungen der ultrakalten Atome werden vorgestellt.