In einem Gas aus ultrakalten Lithiumatomen stoßen sich gleichartige Teilchen nach den Regeln der Quantenmechanik ab, während sich unterscheidbare Teilchen anziehen und Moleküle bilden können. Theoretische Physiker um Tilman Enss konnten nun - basierend auf einem Experiment in der Arbeitsgruppe von Selim Jochim - die Zustandsgleichung bestimmen. Sie besagt, wie sich je nach Anziehungskraft die Dichte des Quantengases ändert.
Mit einem Laborexperiment ist es Physikern am Zentrum für Quantendynamik der Universität Heidelberg gelungen, die sogenannte Zustandsgleichung für ein Atomgas zu bestimmen. Mit ihr können die thermodynamischen Eigenschaften dieses physikalischen Systems exakt beschrieben werden. Nach Angaben von Privatdozent Dr. Tilman Enss und Selim Jochim schafft diese Gleichung die Grundlage für weitere Experimente mit ultrakalten Atomen, die auf ein besseres Verständnis von Mechanismen der Supraleitung, also des verlustfreien Transports von elektrischen Strömen, zielen. Die Forschungsergebnisse wurden in der Fachzeitschrift ,,Physical Review Letters" veröffentlicht. ,,Jeder kennt den Effekt, dass die Luft dünner wird, wenn man auf einen hohen Berg steigt. In der Physik wird dieser Effekt durch eine Zustandsgleichung beschrieben. Sie bestimmt in diesem Fall, wie sich die Dichte der Luft mit dem Abstand von der Erde ändert", erläutert Dr. Enss vom Institut für Theoretische Physik.
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