Studierendenlabor Laserkühlung

Zentrum für optische Quantentechnologien

Ende der 1970er Jahre, etwa 20 Jahre nach der Entwicklung des ersten Lasers, kamen in der Physik Ideen auf, dass man mit (Laser-)Licht einen Strahl aus Atomen bremsen könne. Bereits einige Jahre später demonstrierten viele Forschungsgruppen diese sogenannte Laserkühlung, darunter auch die beiden Hamburger Physiker Professor Peter Toschek und Professor Werner Neuhauser. Die rasante Erfolgsgeschichte der Laserkühlung und ihr Auswirkung auf die moderne Physik (beispielsweise die Realisierung des Bose-Einstein Kondensates) führte schließlich dazu, dass Steven Chu, Claude Cohen-Tannoudji und William D. Phillips 1997 den Nobelpreis in Physik für die Entwicklung der Laserkühlung erhielten.

Im Studierendenlabor Laserkühlung werden Atome mit Licht manipuliert um diese auf sehr tiefe Temperaturen im Bereich einiger 10 µK zu kühlen. Unter anderem beinhaltet der Aufbau eine Doppler-freie Spektroskopie mit digitaler Frequenzstabilisierung, sowie verschiedene Elemente zur Verstärkung und Frequenzverschiebung des erzeugten Lichtes.

Das Studierendenlabor Laserkühlung befindet sich innerhalb des neuen Zentrums für optische Quantentechnologien, sodass die Studierenden hautnah an aktueller Forschung teilnehmen und die Gelegenheit haben mit den hier beschäftigten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern zusammenzuarbeiten und zu diskutieren. Zurzeit ist ein Lasersystem für die Kühlung und Speicherung von Rubidiumatomen in Betrieb, ein weiteres um auch Kaliumatome manipulieren zu können befindet sich aktuell im Aufbau. Eine Besonderheit des entstehenden Aufbaus besteht darin, dass verschiedene Isotope von Kalium - sowohl Bosonen als auch Fermionen - gekühlt werden können.

In diesem Studierendenlabor erhalten die Studierenden einen umfassenden Einblick in die Physik und den aktuellsten Stand der Technologie der Laserkühlung. An dem Aufbau werden Bachelorstudierende auf dem Gebiet der Laserkühlung, Optik, Optoelektronik, Lasertechnik Vakuumtechnik und den Grundlagen Magneto-optischer Fallen ausgebildet. Diese erlernten Fähigkeiten sind im Berufsfeld des Physikers sehr gefragt und helfen den Studierenden nach abgeschlossenem Studium sich auf dem Arbeitsmarkt zu behaupten.

In dem Labor haben bereits vier Bachelorstudierende, eine Diplomandin und ein Diplomand erfolgreich auf dem Gebiet der Laserkühlung zusammen gearbeitet und ihre Abschlussarbeiten angefertigt.

Ansprechpartner:

Prof. Dr. Klaus Sengstock | sengstock~AT~physnet.uni-hamburg.de
Dr. Patrick Windpassinger | pwindpas~AT~physnet.uni-hamburg.de