Erstmals Super-Quantenzustand bei Raumtemperatur

Physikern ist nun das gelungen, was Albert Einstein bereits 1924 vorhergesagt hatte: Einen Super-Quantenzustand von magnetischen Wellen ohne Kühlung bei Raumtemperatur. Dieses „Superatom“, bekannt unter dem Namen Bose-Einstein-Kondensation beschreibt einen neuartigen Zustand von Materie, bei dem alle Atome ihre Eigenständigkeit verlieren und unisono – wie ein einzelnes Quantenobjekt – im Gleichklang schwingen. Das nach Albert Einstein und Satyendra Nath Bose benannte Phänomen gilt als eines der faszinierendsten Phänomene der Physik.

Die Bose-Einstein-Kondensation findet jedoch nur unter ganz bestimmten Bedingungen statt: die Dichte der Teilchen muss einen kritischen Wert überschreiten. Einstein war vor 80 Jahren bereits überzeugt, dass dies auch bei typischen Umgebungstemperaturen gelingen müsse. Prof. Dr. Sergej Demokritov aus dem Institut für Angewandte Physik der Westfälischen Wilhelms- Universität Münster ist es mit Hilfe von Magnonengasen nun gelungen dieses Phänomen der Physik bei Raumtemperatur herzustellen.

Magnonengase, sind Atomgasen sehr ähnlich und sie existieren bereits bei Raumtemperatur. Das bisherige Problem war, dass die für den Zustand der Bose-Einstein-Kondensation benötigte Magnonendichte nicht bei normaler Temperatur erreicht werden konnte.

Mit Hilfe von Mikrowellen erzeugten die Wissenschaftler nun zusätzliche Magnonen und mischten sie den vorhandenen Magnonen bei. Obwohl die zusätzlichen Magnonen nur eine Millionstel Sekunde existieren, reichte diese Zeit den Wissenschaftlern, um das Verhalten des magnetischen Supergases mit einem Laserstrahl als Messfühler zu untersuchen.

Erst im Jahr 2001 wurde die experimentelle Beobachtung einer Bose-Einstein-Kondensation in extrem ultra-kalten, verdünnten Alkali-Gasen mit dem Nobelpreis für Physik ausgezeichnet. Fünf Jahre später konnten die Wissenschaftler nun zeigen, dass der kollektive Quantenzustand auch bei Raumtemperatur – so wie Einstein es vorhergesagt hatte - erreicht werden kann.

COMPAMED.de; Quelle: Universität Münster