Eindimensionales Gas aus Licht hergestellt

Durch aufgebrachte Polymere wird Gas in eine Lichtparabel gesperrt (Bild: uni-bonn.de)

Bonn (pte011/06.09.2024/12:30) - Ein eindimensionales Gas aus Licht: Dieses Kunststück ist Physikern der Universität Bonn ( https://uni-bonn.de ) und derRheinland-Pfälzisch Technischen Universität Kaiserslautern-Landau ( https://rptu.de ) (RPTU) geglückt. Die Methode, die sie in ihrem Experiment angewendet haben, lässt sich für die Untersuchung von Quanteneffekten nutzen. Die Ergebnisse sind in der Zeitschrift "Nature Physics" erschienen.

Kondensation entscheidend

In ihrem Experiment haben die Forscher einen winzigen Behälter mit einer Farbstofflösung gefüllt, die sie mit einem Laserstrahl anregten. Die dabei erzeugten Photonen wurden dann zwischen den verspiegelten Wänden des Behälters hin und her reflektiert. Immer wenn sie dabei mit einem Farbstoffmolekül kollidierten, wurden sie heruntergekühlt, bis das Photonengas schließlich kondensierte.

Die Dimensionalität des Gases lässt sich beeinflussen, indem man die Spiegeloberflächen modifiziert. Für die Experimente wurde eine hochauflösende Strukturierungsmethode speziell an die spiegelnden Oberflächen des Photonenbehälters angepasst. "Wir konnten dadurch mikroskopisch kleine Erhebungen aus einem transparenten Polymer auf die Spiegel aufbringen", erklärt Julian Schulz von der RPTU.

Noch Grundlagenforschung

Die Arbeitsgruppen konnten nachweisen, dass eindimensionale Photonengase keinen scharfen Kondensationspunkt besitzen. Durch winzige Änderungen der Polymer-Strukturen lassen sich nun bis ins Detail Phänomene untersuchen, die auf dem Übergang zwischen verschiedenen Dimensionalitäten beruhen. Momentan handelt es sich dabei um Grundlagenforschung, betonen die Wissenschaftler.

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