Ludwig-Maximilians-Universität München
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Quantenphysik

Magnetische Quantenkristalle erzeugt

München, 09.04.2015

Ein Forscherteam um LMU-Professor Immanuel Bloch hat erstmals quantenmagnetische Kristalle aus sogenannten Rydberg Riesenatomen erzeugt.

Einzelne beobachtete Rydberg Kristalle verschiedener Größe. Deutlich erkennbar ist die Änderung der Kristallgeometrie vor allem beim Übergang zwischen sechs (links) und sieben (mitte) Rydberg-Atomen. (Grafik: MPQ, Abteilung Quanten-Vielteilchensysteme)

Die Festkörperphysik kennt viele Stoffe, die eine feste kristalline Struktur haben. Das bedeutet, dass sich die Gitterbausteine in regelmäßigen Abständen periodisch wiederholen. Welche Geometrie die resultierende Struktur hat, hängt von äußeren Parametern wie Druck und Temperatur, aber vor allem auch von den zwischen den Teilchen wirkenden Kräften ab. Erstmals ist es nun einem Team von Wissenschaftlern um Professor Immanuel Bloch (LMU und MPQ für Quantenoptik) in Zusammenarbeit mit Theoretikern aus Dresden gelungen, nicht kompressible magnetische Kristalle aus einigen hundert Rubidiumatomen zu erzeugen, die je nach Form und Grad der Magnetisierung eine unterschiedliche Geometrie aufweisen. Dabei machen sich die Forscher die extrem verstärkten Wechselwirkungen zunutze die entstehen, wenn Rubidiumatome mithilfe von Laserlicht zum Übergang in einen sogenannten Rydberg-Zustand angeregt werden. In diesem Zustand bläht sich der Radius des Atoms auf das rund 1000fache auf und es entstehen sogenannte Rydberg-Riesenatome, zwischen denen sehr starke Kräfte mit großer Reichweite auftreten.
(Science 2015MPQ

Zur Meldung beim Max-Planck-Institut für Quantenoptik