Coherence and Collisions of Ultracold cesium Molecules

Die Erzeugung von ultrakalten Molekülen aus einem Bose-Einstein-Kondensat von Atomen erschließt das neue Arbeitsgebiet der molekularen Quantenmaterie, deren physikalisches Verhalten von Quantenkohärenzen und Vielteilcheneffekten bestimmt wird. Die Untersuchung entsprechender Materiezustände ermöglicht faszinierende Schritte zur Quantenmanipulation von komplexen Objekten und dem tieferen Verständnis der Kohärenzeigenschaften von Materiewellen. In dem beantragten Forschungsvorhaben beabsichtigen wir, ultrakalte Moleküle in einem Bose-Einstein-Kondensat von Cäsium-Atomen über sogenannte Feshbach-Resonanzen zu bilden, die eine gezielte Umwandlung von wechselwirkenden Atompaaren in Moleküle erlauben. Die so erzeugten Moleküle befinden sich in einem wohldefinierten Quantenzustand. Die kalten Moleküle können dann durch ein externes Magnetfeld über den Stern- Gerlach-Effekt extrahiert werden, um eine reine Molekülwolke zu produzieren, die im weiteren Verlauf des Experiments in einer optischen Falle gespeichert werden kann. Die wesentlichen Ziele des Projekts bestehen in der Optimierung des Erzeugungsprozesses, dem Verständnis fundamentaler Wechselwirkungsprozesse und der Untersuchung der Materiewellenkohärenz des molekularen Ensembles. Das Forschungsvorhaben verbindet das Wissen, das der Antragsteller in seinen früheren Experimenten an der Stanford-Universität zu Feshbach-Resonanzen und ultrakalten Molekülen erworben hat, mit dem Bose-Einstein- Kondensat von Cäsium-Atomen, welches der Innsbrucker Arbeitsgruppe als weltweit einziges derartiges System zur Verfügung steht.