Physik: Ionen im Gänsemarsch
Bislang geht es Teilchen-Physikern wie einem Jäger, der mit nur zwei Schrotkugeln eine Ente erlegen will: Die Ionenwolken in ihren Beschleuniger-Ringen sind wegen der Wärmebewegung der Teilchen sehr dünn, sodass es nur selten einen Treffer gibt. Dagegen ordnen sich Ionen in ortsfesten "Fallen" auf kleinem Raum kristallartig an, sofern man sie genügend kühlt. Nun ist es Münchner Forschern um Tobias Schätz gelungen, auch Magnesium-Ionen, die durch einen Ring mit rund zwölf Zentimetern Durchmesser rasen, zu kristallisieren. Der Trick: Ein Laser schubst die langsamen Teilchen an, damit sie schneller werden, während ein entgegengesetzt gerichteter Laser die flotten auf eine Maximalenergie bremst. So sinkt die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den Ionen, was einer Kühlung entspricht. Am Ende fliegen alle Teilchen gleich schnell in Reih und Glied, und der Strahl ist scharf gebündelt. Allerdings erreichten die Münchner Forscher in ihrem Minibeschleuniger nur Energien von einem Elektronenvolt, während die Strahlen in großen Anlagen mit millionenfacher Energie umlaufen. Wenn der Trick dort auch funktioniert, bricht eine neue Ära der Teilchen-Jagd an – diesmal mit geballten Schrotladungen. (Nature, Bd. 412, S. 717)
Aus: Spektrum der Wissenschaft 11 / 2001, Seite 27
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