Forskere fra Aarhus Universitet kølede i tirsdags en sky af atomer ned til en temperatur på kun 0,0000005 grader over det absolutte nulpunkt. Det er 6 millioner gange koldere end den koldeste naturlige temperatur i universet.

Forskere ved Institut for Fysik og Astronomi, Aarhus Universitet, og Danmarks Grundsforskningsfonds Center for Kvanteoptik (QUANTOP) har tirsdag den 14. marts 2006 lavet Nordens første Bose-Einstein-kondensat. Resultatet præsenteres torsdag den 16. marts kl. 14.45 i forbindelse med QUANTOP’s halvårlige møde på Institut for Fysik og Astronomi i bygning 1223, lokale 153. Pressen inviteres hermed til at deltage i arrangementet.

Et Bose-Einstein-kondensat dannes, når en lille sky af atomer køles ned til ekstremt lave temperaturer, nærmere betegnet ned til ca. 0,0000005 grader over det absolutte nulpunkt, som er 273,15 minusgrader. Ved så lav en temperatur vil skyens ca. 1 million atomer alle ’kondensere’, dvs. fortættes, i den kvantetilstand, som har mindst mulig energi.

Forudsagt af Einstein

Det faktum, at alle atomerne er i samme kvantetilstand, gør, at et Bose-Einstein-kondensat er ekstremt nyttigt i forbindelse med processer, som kræver ekstrem kontrol over atomernes tilstand. Kondensatet er derfor et ideelt medium for studier af grundlæggende aspekter af kvanteteorien. Bose-Einstein-kondensatets eksistens blev forudsagt teoretisk i 1925 af Albert Einstein, og det første kondensat af den type, der nu er lavet i Aarhus, blev skabt i 1995 af Eric Cornell, Carl Wieman og Wolfgang Ketterle, som blev belønnet med Nobelprisen i Fysik i 2001.

Målrettet satsning på kvanteoptik

For at realisere så ekstremt lave temperaturer, som er nødvendige for at atomer Bose-kondenserer, kræves et meget avanceret forskningslaboratorium. Opbygningen af kvantegaslaboratoriet, hvor Nordens første Bose-Einstein-kondensat blev skabt, blev iværksat i 2003 af forskningslektor Michael Budde og er resultatet af Aarhus Universitets mangeårige, målrettede satsning på forskning inden for kvanteoptik og atomfysik. Universitetets satsning blev bakket op af Danmarks Grundforskningsfond, som oprettede QUANTOP-centret i 2001, og som netop har forlænget centrets bevilling frem til 2011.

Til venstre ses et foto af et Bose-Einstein-kondensat. Kondensaterne studeres ved, at man tager et billede af dem med digitalkamera. Der, hvor billedet er hvidt, er der mange atomer. Den helt hvide klump i midten af billedet er Bose-Einstein-kondensatet, som er omgivet af en tyndere sky af ikke-kondenserede atomer. Bose-Einstein-kondensatets størrelse er ca. 0,2 mm, og det består af ca. 1 million atomer.

Fremtidsperspektiverne

Kvantegasgruppen vil fremover bruge Bose-Einstein-kondensatet til at udforske kvantegasser i periodiske potentialer. Ved at påvirke kondensatet med stående bølger af laserlys kan man skabe helt unikke kvantefysiske systemer, som ikke findes andre steder i naturen. Et af gruppens mål er at udforske egenskaberne af disse eksotiske systemer. Det er ikke alle atomer, der kan danne et Bose-Einstein-kondensat. Faktisk kan man inddele atomer i to klasser, som kaldes bosoner og fermioner, og det er kun bosonerne, der kan Bose-kondensere. Fermionerne har en helt anden opførsel ved ekstremt lave temperaturer, og på længere sigt er det kvantegasgruppens mål at studere, hvad der sker, når man blander fermioner i Bose-Einstein-kondensatet, og at studere egenskaberne af disse Fermi-Bose-blandinger.

Yderligere information

Flere oplysninger fås ved henvendelse til forskningslektor Michael Budde, Institut for Fysik og Astronomi, på tlf. 8942 3741 (kontor) eller 6022 2090 (mobil), eller på e-mail-adressen budde@phys.au.dk

15. marts 2006

Annette Larsen
ala@adm.au.dk
Informationskontoret