Techniklexikon

Rückstossgrenze

Atom- und Molekülphysik, recoil limit, Grenzgeschwindigkeit der Kühlung von Atomen mit Hilfe von Laserlicht (Laserkühlung). Diese Kühlmethoden beruhen auf der Abbremsung von Teilchen durch den Impulsübertrag bei der Absorption von Photonen. Eine erste Grenzgeschwindigkeit ist die Doppler-Grenze. Durch Berücksichtigung der Drehimpulsstruktur der Atome und der Wechselwirkung der Atome mit dem Lichtfeld kann man das Auftreten tieferer Temperaturen erklären (Sub-Doppler-Kühlung). Aber auch durch die dann vorliegenden, stimulierten Reemissionsprozesse wird wieder ein Impuls auf das Atom übertragen, der zur Aufheizung des Ensembles führt. Aus dieser Betrachtung ergibt sich als Untergrenze der erreichbaren Temperatur die Rückstossgrenze. Sie liegt für Alkali-Atome bei wenigen mK. Diese Grenze kann mit den herkömmlichen Methoden nicht unterschritten werden. Dies ist erst durch die Einführung geschwindigkeitsselektiver Methoden der Überführung der Atome in einen nicht absorbierenden Zustand gelungen. Dadurch werden die kältesten Atome in einen Zustand überführt, in dem sie kein Licht absorbieren können (velocity selective coherent population trapping, VSCPT).