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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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Physiker "cruisen" durch die Quantenwelt |
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| | | Quantenphysiker der Universität Innsbruck haben eine Methode entwickelt, mit der sich Bindungsstärken von zu einem Molekül vereinten Atomen nach Belieben steuern lassen. |
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Die Gruppe um Johannes Hecker Denschlag und Rudolf Grimm vom Institut für Experimentalphysik kann damit zwischen den verschiedenen Niveaus der Bindungsenergie ultrakalter Moleküle navigieren - oder "cruisen", wie sie es selbst in ihrer Studie bezeichnet.
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Die Studie "Cruising through molecular bound-state manifolds with radiofrequency" ist als Online-Vorabpublikation in "Nature Physics" erschienen (doi:10.1038/nphys838; 27.1.08). |
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 Abstract der Studie |
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Neue Methode |
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| Johannes Hecker Denschlag |
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Wenn sich zwei oder mehrere Atome in konventionellen chemischen Reaktionen zu einem Molekül vereinigen, nimmt die Bindung in der Regel schnell den Grundzustand ein, also den stabilsten Zustand.
"Die Bindungsenergie eines Moleküls kann aber zahlreiche diskrete Werte annehmen", erklärte dazu Hecker Denschlag.
Um diese verschiedenen Zustände quasi nach Belieben herstellen und mit ihnen experimentieren zu können, haben die Forscher neue Methoden entwickelt.
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Magnetfelder und Radiowellen |
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Sie kühlen verdünntes Rubidium-Gas bis knapp auf den absoluten Nullpunkt auf minus 273,15 Grad ab. Mit Hilfe von Magnetfeldern und Radiowellen manipulieren die Wissenschaftler dann die Rubidium-Teilchen.
So lassen sich beispielsweise ungebundene Atome zu Molekülen zusammenführen, wobei die Stärke der Bindung beinahe nach Belieben gesteuert werden kann.
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Bindungsenergie: Straßennetz der Quantenwelt |
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"Das ermöglicht uns ein freies 'Cruisen' durch die unterschiedlichen Niveaus der Bindungsenergie, die für den Physiker tatsächlich eine Art Straßennetz bilden", so der Wissenschaftler.
Im Experiment haben die Forscher zum Beispiel ein sehr schwach gebundenes Molekül aus zwei Rubidium-Atomen über neun 'Kreuzungen' in einen stärker gebundenen Zustand überführt.
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Möglichkeiten in Nano- und Biotechnologie |
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Die Wissenschaftler hoffen, die Methode auch einmal auf sehr komplexe Moleküle anzuwenden und somit die Kontrolle über chemische Bindungen auszubauen.
"Das könnte später auch für Fortschritte in Nano- oder Biotechnologie interessant sein", ist Hecker Denschlag überzeugt. Die Forschungen wurden vom Wissenschaftsfonds FWF unterstützt.
[science.ORF.at/APA, 28.1.08]
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01.01.2010 |
