Spatially resolved atom fluorescence imaging

Das vorgestellte Projekt hat die Realisierung und Anwendung eines ortsaufgelösten Abbildungssystems für einzelne Atome zum Ziel. Dabei werden Floureszenzphotonen nachgewiesen, die Atome beim durchqueren einer dünnen Lichtschicht aussenden. Eine verstärkte CCD Kamera ermöglicht die isolierte Beobachtung einzelner Atome in verdünnten Quantengasen. Die Experimente werden auf einem Atomchip durchgeführt, welcher das Fangen und die Manipulation ultrakalter Atome nahe einer Oberfläche ermöglicht. Nach einer vollständigen Charakterisierung des neuen Abbildungssystems werden damit zwei Themengebiete untersucht. Zuerst wird die Zwei-Teilchen Korrelationsfunktion eines frei expandierenden Bose Gases nahe dem Phasenübergang zu einem degenerierten Quantengas vermessen. Dabei ermöglicht der Atomchip eine hohe Flexibilität in der Wahl der Fallenparameter- und Formen. Danach werden verschränkte Schrödinger "Phasen-" Katzen Zustände in Radiofrequenz- Doppelmulden-Potentialen erzeugt und untersucht. Insbesondere ist dabei die Eignung dieser Zustände für Präzisions-Materiewelleninterferometrie auf Atomchips interessant. Beide Untersuchungen werden erst durch die Einzelatomdetektion ermöglicht. Die Forschungsgruppe von Prof. Schmiedmayer am Atominstitut der Österreichischen Universitäten stellt eine ideale Umgebung für die vorgestellten Experimente da: Sie ist weltbekannt für ihre Expertise in ultrakalten Quantengasen auf Atomchips, neu eingerichtete Labors ermöglichen international führende Forschung. Zusätzlich komplementiert und erweitert das Projekt die wissenschaftliche Bandbreite des Bewerbers im Bereich ultrakalter Quantengase.