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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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Besonderer Molekülzustand erstmals beobachtet |
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| | | "Efimov-Zustände" sind in der Quantenphysik Zustände von Teilchen, die nur schwer zu beobachten sind. Innsbrucker Forschern ist genau das nun dennoch gelungen - und zwar erstmals bei Molekülen. |
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Bereits 2006 hatten die Wissenschaftler um Rudolf Grimm von der Uni Innsbruck diese rätselhaften Quantenobjekte herstellen können, damals allerdings "nur" aus Atomen.
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Ihre aktuelle Studie "Observation of an Efimov-like trimer resonance in ultracold atom-dimer scattering" ist am 22.2.09 online in "Nature Physics" erschienen (doi: 10.1038/nphys1203). |
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 Abstract der Studie |
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Vor 40 Jahren prophezeit |
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| Mit dieser hübschen Grafik illustrieren die Forscher ihre Arbeiten; rechts oben: Vitali Efimov. |
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Die Zustände wurden 1970 von dem russischen Physiker Vitali Efimov vorhergesagt.
Er errechnete, dass sich drei ultrakalte Teilchen unter Ausnutzung ihrer quantenmechanischen Eigenschaften zu einem Objekt vereinen lassen, obwohl sie paarweise zu keiner Verbindung imstande sind.
Vereinfacht gesagt, reicht die Bindungsenergie zweier Teilchen nicht für die Bindung aus, erst wenn ein drittes dazukommt, reicht die Energie.
Die Efimov-Zustände sind dabei nur in bestimmten Abständen der Teilchen möglich.
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Erster Nachweis 2006 |
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Rudolf Grimm und sein Team haben sich Experimenten mit ultrakalter Materie verschrieben. Durch das Abkühlen von Elementarteilchen, Atomen oder auch Molekülen nahe an den absoluten Nullpunkt werden diese so stark verlangsamt, dass etwa grundlegende Kräfte beobachtbar werden.
Der weltweit erstmalige Nachweis der Dreiteilchenbildung nach Efimov gelang den Forschern 2006 durch Experimente an kalten Cäsiumatomen
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Temperatur knapp über dem absoluten Nullpunkt |
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Für ihre jüngsten Experimente haben die Physiker ein ultrakaltes Gas aus freien Cäsiumatomen beobachtet, das auf eine Temperatur von wenigen Milliardstel Grad über dem absoluten Nullpunkt abgekühlt wurde.
Mit Hilfe eines Magnetfelds wurde ein Teil der Atome zu zweiteiligen Molekülen (Dimere) zusammengeführt. Nach weiteren Veränderungen der Magnetfelder haben sich die Atome und Moleküle dann zu Efimov-Trimeren verbunden.
Die entstehenden Objekte wurden dabei nicht direkt beobachtet, sondern als starker Verlust von Teilchen in dem ultrakalten Gas wahrgenommen.
[science.ORF.at/APA, 23.2.09]
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Mehr zu dem Thema in science.ORF.at:
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01.01.2010 |
