Eine ultrakalte Atomwolke (gelb) wird in einer Magnetfalle festgehalten und über eine dreidimensional strukturierte Oberfläche geführt. Im Kontaktmodus lässt sich ein Verlust von Atomen aus der Wolke messen, der abhängig von der Topographie der Oberfläche ist. Im dynamischen Modus verändern sich Frequenz und Amplitude einer Schwingung des Massenzentrums der Wolke abhängig von der Oberflächenstruktur. Auf beiden Wegen lässt sich die Topographie der Oberfläche abbilden.
Eine Wolke aus ultrakalten Rubidiumatomen benutzen Tübinger Physiker als Sonde, um nanostrukturierte Oberflächen abzubilden. Mikroskope machen Kleines sichtbar - das sagt ihr Name. Doch moderne Mikroskope tun das oft über den Umweg, dass sie Oberflächen nicht mit optischen Methoden darstellen, sondern mit einer feinen Spitze abtasten. Dort, wo optische Abbildungsmethoden an ihre Grenzen kommen, zeigen solche Rastersondenmikroskope mit unterschiedlichen Techniken noch Strukturen von Millionstel Millimeter Größe. Mit ihrer Hilfe lassen sich Phänomene der Nanowelt sichtbar machen und sogar gezielt beeinflussen. Das Herzstück eines Rastersondenmikroskops ist eine beweglich aufgehängte Spitze, die, vergleichbar mit der Nadel eines Plattenspielers, auf feine Unebenheiten der Proben-oberfläche reagiert und diese in Signale umwandelt, die sich mit Computerhilfe als Bild darstellen lassen. Forschern der Universität Tübingen ist es nun gelungen, dieses Herzstück eines Rastersondenmik-roskops nicht aus einem festen Material wie beim Plattenspieler herzustellen, sondern aus einer ultrakalten verdünnten Gaswolke.
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