Ultrakalte Chemie mit Barium Ionen und Lithium Atomen (BaLi)

Wie laufen chemische Reaktionen bei niedrigsten Temperaturen ab? Aus klassischer Sicht werden die Reaktionspartner mit abnehmender Temperatur immer langsamer, bis jedwede Dynamik zum Erliegen kommt. Einerseits ist bekannt, dass die klassischen Modelle an Bedeutung verlieren, wenn der Welle-Teilchen Dualismus an Bedeutung gewinnt. Andererseits werden Quanteneffekte oftmals mit lediglich kleinen Korrekturtermen in Verbindung gebracht, so als würde die Heisenbergsche Unschärferelation noch etwas Wechselwirkung ermöglichen. Es wird jedoch vorhergesagt, dass in dem Regime, in dem Quanteneffekte dominieren, die Chemie völlig andersartigen Regeln folgt. (i) Reaktionspartner können nicht mehr als kollidierende Kugeln beschrieben werden, sondern vielmehr als Wellenpakete, die sich durch Interferenz überhöhen oder sogar aufheben können. (ii) Energiebarrieren müssen nicht mehr niedriger sein als die kleinste zur Verfügung stehende kinetische Energie, sondern können effizient durchtunnelt werden. Ein viel versprechendes System solche Quanteneffekte zu untersuchen besteht aus lasergekühlten Atomen und Ionen. Bisher mussten diese jedoch in zwei unterschiedlichen Fallen zum räumlichen Überlapp gebracht werden. Dadurch treten fundamentale Heizprozesse zwischen den unterschiedlich gefangenen Teilchen auf. Diese verhindern bisher das Erreichen des Quantum Regimes und werden für nahezu alle Atom-Ionen Kombinationen unüberwindlich bleiben. Unser nächster Schritt ist die Realisierung einer solchen gemeinschaftlichen Falle um darin die Quanteneffekte der ultrakalten Chemie zu studieren.

Weitere Informationen: http://www.qsim.uni-freiburg.de/forschung/opiat
Ansprechpartner: Prof. Dr. T. Schaetz
Tel: +49-0761-203-5815
Email: tobias.schaetz@physik.uni-freiburg.de

Projektbeginn: 01.06.2015
Projektende: (unbegrenzt)

Prof. Dr. T. Schaetz, Dr. M. Debatin
Stellvertretung: Debatin M
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
Physikalisches Institut
Experimentelle Atom-, Molekül- und Optische Physik
Hermann-Herder-Str. 3
79104 Freiburg

Telefon: +49 (761) 203 5815
Fax: +49 (761) 203 5881
Email: tobias.schaetz@physik.uni-freiburg.de
http://www.qsim.uni-freiburg.de

• Denter J
• Debatin M
• Karpa L
• Weckesser P

Prof.R.Moszynski (University of Warshaw) Prof.V.Vuletic (MIT) Prof. R.Cote (University of Connecticut) Prof. M. Lukin (Harward University)

• ERC Consolidator Grant, EU
• International Research Training Group (Postdoc), DFG
• Studienstiftung des Deutschen Volkes (PhD), Stiftung

• Warring U, Schätz T, Kühnemann F, Kiessling J, Sprenger T, Waasem N: C-Wave at work wit trapped ions LASER+PHOTONICS, 2016: 18-20.
• Schätz T, Warring U: C-Wave beim Einsatz für Ionenfallen Photonik, 2015: 48-50.
• Warring U, Schätz T, Kiessling J, Kühnemann F, Waasem N, Sprenger T: Im Einsatz für Ionenfänger Physik Journal, 2015.
• Kowalewski M, Kahra S, Leschhorn G, Schätz T, de Vivie-Riedle R: Femtosecond pump-probe spectroscopy for single trapped molecular ions EPJ Web of Conferences, 2013; 41: 02028 (XVIIIth International Conference on Ultrafast Phenomena). : http://dx.doi.org/10.1051/epjconf/20134102028
• Schätz T, Monroe C, Esslinger T: Focus on quantum simulation New J. Physics, 2013; 15.
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