Techniklexikon

Quadrupolfalle

Atom- und Molekülphysik, spezielle Form der magnetischen Falle für Atome. Grundlage ist die Wechselwirkung zwischen dem atomaren magnetischen Moment m und einem speziellen magnetischen Feld der Induktion B, die eine Kraft  hervorruft. Das Magnetfeld wird von einem Paar koaxialer Spulen erzeugt, die in entgegengesetzter Richtung vom Strom durchflossen werden. Die Anordnung und der Verlauf der Feldlinien ist in der Abbildung skizziert. Das Magnetfeld ist Null im Zentrum zwischen den beiden Spulen und nimmt in jede Richtung gemäss  zu, wobei x, y, z die drei Raumrichtungen bezeichnen. Bei der Bewegung des Atoms in der Falle muss die Orientierung des magnetischen Momentes relativ zum Magnetfeld erhalten bleiben, da das Atom sonst aus der Falle herausgestossen werden kann. Das erfordert eine genügend kleine mittlere Geschwindigkeit der Atome, so dass die Wechselwirkung mit dem Feld adiabatisch verläuft. Magnetfallen dieses Typs werden daher oft mit lasergekühlten Atomen gefüllt (Laserkühlung). Magnetfallen ähnlicher Bauart spielen heute eine wichtige Rolle bei der Erzeugung von Bose-Einstein-Kondensaten von Alkali-Atomen (Bose-Einstein-Kondensation).

Quadrupolfalle: Anordnung der Spulen (S) und Verlauf der Magnetfeldlinien.