29.1.2004, 13:09 Uhr
Fundamental gesellig: Neuer Materiezustand erzeugt
Die Erzeugung eines neuen Materiezustandes vermelden amerikanische Physikerinnen. Ihnen gelang es, normalerweise auf Abstand bedachte Kaliumatome derart eng zusammenrücken zu lassen, dass sie sich paarweise verbanden. Derartige "fermionische Kondensate" ermöglichen nach Ansicht der Forscherinnen tiefere Einblicke in die Quantenwelt und könnten vielleicht zur Herstellung von Supraleitern führen, die schon bei Raumtemperatur jeglichen elektrischen Widerstand verlieren.
"Wir gehen davon aus, dass die von uns beobachteten fermionischen Kondensate ein superfluides Verhalten zeigen werden", sagt Deborah Jin vom JILA-Forschungsinstitut der University of Colorado und des National Institute of Standards and Technology in Boulder. "Sie stellen eine neuartige Phase am Übergang zwischen Supraleitern und Bose-Einstein-Kondensaten dar."
Bild: Jin et al./CU Boulder/NIST
Vor einigen Jahren hatten Physiker Rubidiumatome erstmals dazu bringen können, ihre "Identität" aufzugeben und sich zu einem Bose-Einstein-Kondensat zu vereinigen. Die Atome gehörten zur Teilchenkategorie der äußerst geselligen Bosonen. Die von Jin und ihrem Team eingesetzten Atome des Isotops Kalium-40 zählen dagegen zu den Fermionen. Solche Teilchen müssen sich stets in mindestens einem Merkmal voneinander unterscheiden und verhalten sich daher sehr eigenbrötlerisch.
Umso trickreicher mussten die Physikerinnen daher bei ihren Verkupplungsversuchen vorgehen. Wie sie im Fachblatt "Physical Review Letters" berichten, kühlten sie rund eine halbe Million Kaliumatome auf 50 Milliardstel Grad Celsius über dem absoluten Nullpunkt ab. Dann brachten sie die atomaren Einzelgänger durch ein Magnetfeld bestimmter Stärke dazu, sich paarweise zusammenzulagern, ohne jedoch eine chemische Bindung untereinander auszubilden.
Ähnliche Paare von Fermionen sind jene Elektronenpaare, die die verlustfreie Stromleitung in Supraleitern bewerkstelligen. Laut Jin war der Zusammenhalt im Fall der Kaliumatome so stark, "dass er einem Raumtemperatur-Supraleiter entsprechen würde."
Forschung: Cindy A. Regal, Markus Greiner und Deborah S. Jin, JILA, National Institute of Standards and Technology und University of Colorado, Boulder
Veröffentlicht in Physical Review Letters, Vol. 92, 30. Januar 2004, Artikel 040403
WWW:
Homepage der Arbeitsgruppe
Fermionen und Bosonen
Gleichtakt im ultrakalten Quanten-Orchester
A Fermi Gas of Atoms
| [Zurück] | |
