Physik-Nobelpreis für Herstellung eines Bose-Einstein-Kondensats verliehen

Die drei Wissenschaftler arbeiteten unabhängig voneinander: Cornell und Wieman im Gemeinschaftsprojekt JILA des National Institute of Standards and Technology und der University of Colorado in Boulder, Ketterle am Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge. Das Bose-Einstein-Kondensat, das Cornell und Wiemann in Boulder hergestellten, bestand aus rund 2.000 Rubidium-Atomen, die sie auf eine Temperatur von etwa 0,000 000 02 Kelvin abkühlten. Ketterle, der mit Natriumatomen arbeitete, gelang die Herstellung etwas größerer Mengen, so dass er die ungewöhnlichen Eigenschaften des neuen Materiezustands besser untersuchen konnte.

Bei einem Bose-Einstein-Kondensat (BEC) handelt es sich um einen neuen Materiezustand, bei dem die Atome gemeinsam den niedrigst möglichen Energiezustand einnehmen. Sie müssen dazu bis extrem dicht an den absoluten Nullpunkt von 0 Kelvin abgekühlt werden. Der Prozess erinnert an die Kondensation von Flüssigkeitstropfen aus einem Gas. Daher wird von einem Bose-Einstein-Kondensat gesprochen.

In solchen Kondensaten geben die Atome ihre Eigenständigkeit auf und vereinigen sich zu einer Art “Superatom”. Im Rahmen der Heisenbergschen Unschärferelation nehmen sie denselben Ort ein und besitzen dieselbe Geschwindigkeit und Energie. Ihre quantenphysikalischen Wellenfunktionen verschmelzen zu einer einzigen, die sich über das ganze Kondensat erstreckt.

Die Existenz eines solchen Materiezustands wurde bereits 1924 von Albert Einstein vorhergesagt. Er hatte die Berechnungen des indischen Physikers Satyendra Nath Bose über Lichtpartikel auf Atome erweitert und postuliert, dass sie bei extrem niedrigen Temperaturen einen gemeinsamen Energiezustand einnehmen.

Ketterle war es in seinen Experimenten sogar gelungen, zwei separate BEC zu erzeugen und zu einem Interferenzmuster zu überlagern. Auch stellte er einen Strahl von kleinen “BEC-Tropfen” her.

Wolfgang Ketterle, 43, wurde in Heidelberg geboren, promovierte 1986 an der Ludwig-Maximilians-Universität in München und dem Max-Planck-Institut für Quantenoptik in Garching. Ketterle forscht seit 1990 am Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge, Massachusetts. Seit 1997 ist er Professor.

Eric A. Cornell ist 39 Jahre alt und stammt aus Palo Alto, Kalifornien. Er promovierte 1990 am Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge, forscht seit 1992 am National Institute of Standards and Technology (NIST) und ist Professor an der University of Colorado in Boulder.

Der 50-jährige Carl. E. Wieman ist in Corvallis, Oregon, geboren und promovierte 1977 an der Stanford University. Er lehrt als Professor für Physik an der University of Colorado in Boulder.