'Josephson Junction' für bosonische Atome

'Josephson Junction' für bosonische Atome

Gegeben sei ein Kreis mit dem Radius d:

Wie groß ist dessen Umfang?

d

U ^{ 2}  ^r

'Josephson Junction' für bosonische Atome

Einführung

Kirchhoff Institut für Physik Universität Heidelberg

Dynamik

10nK ist endlich

Einführung

optical dipole potentialsBose Einstein Kondensation

Dichte ist limitiert ! T ~ 100 nK

Molekül

Bindungs- energie

Einführung

Temperatur Skala

Kamerlingh Onnes Nobel Preis 1913 Bethe

Nobel Preis1967

Chu,Cohen-Tannoudji, Phillips Nobel Preis 1997

Sonnen- oberfläche

Raum Temperatur

flüssiges Helium

Laserkühlung Doppler

limit

Recoil limit

Temperatur [K]

Cornell, Ketterle, Wieman Nobel Preis 2001

Einführung

Experiment - low & high tech

µ

Einführung

Optische Potentiale

Einfache Beispiele:

'Viele' Lichtfelder

weak link für Atome

fokussierter Laserstrahl harmonische

Falle

=

Doppeltopf interferierende

Laserstrahlen periodische

Falle

+

1100 Atome

t=0

t < 0 : asymmetrischer Doppeltopf

t > 0 : symmetrischer Doppeltopf (_x=0) 80%

65%

250nm

r l

r l

N N

N z N



 

Präparation

weak link für Atome

65% 80%

Experimentelle Beobachtung

weak link für Atome

Gross-Pitaevskii Gleichung Eigenzustände

N_r Atome

 

4 cos 2 1

2

2 2 2

N NK n

n N

H U 



 



Wechselwirkung 'Tunnelenergie'

2

r

l N

n  N 



l

r 



  

Impuls ~n

,aber Potentialhöhe hängt von Impuls ab.

=

p p x



Theoretische Beschreibung

weak link für Atome

1

m V₀

65% 80%

Plasma-Oszillationen Josephson-Oszillationen

Theorie - Experiment

weak link für Atome

Plasma-Oszillationen Josephson-Oszillationen

Phase

BECs nach Expansion

fallen lassen !

 

weak link für Atome

 

Phys. Rev. Lett. 95, 10402 (2005)

Charakterisierung

weak link für Atome

10nK = 0nK

Endliche Temperatur

nK E

E_{j c}

p    3





x

Experiment: T>10nK

=

Kohärenz

Endliche Temperatur

E_j/k_B = 6(3)nK

 = 0.046

E_j/k_B = 315(83)nK

 = 0.87

1 Bild gemittelt

10 Bilder gemittelt 50 Bilder

Theorie - Experiment

Endliche Temperatur

Das kleinste Thermometer

Temperatur

Endliche Temperatur

N=2500 N-N₀<30

Phys. Rev. Lett. 96, 130404 (2006)

3

0 1 



 







Tc

T N

N

Wärmekapazität

Endliche Temperatur

Quantenfluktuationen

Verschränkung

=

'Grundzustand'

squeezed atomic states

Zusammenfassung

PRL 95, 010402 (2005)

Weak link Dynamik

PRL 96, 130404 (2006)

Thermometrie

submitte d

Squeezing

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