Deutscher Nobelpreisträger erzeugt in USA tiefste Temperatur

12.09.2003

Forscher in den USA, darunter ein deutscher Nobelpreisträger, haben die tiefste jemals von Menschen erzeugte Temperatur geschaffen. Sie beträgt ein halbes milliardstel Grad über dem absoluten Nullpunkt. Dieser liegt bei minus 273 Grad Celsius. Das neue Rekordtief ist 6 Mal niedriger als der zuvor gemeldete Tiefstwert von 3 milliardstel Grad über dem Nullpunkt (3 Nanokelvin). Der deutsche Physik-Nobelpreisträger Wolfgang Ketterle und seine Kollegen vom Massachusetts Institut für Technology (MIT) in Cambridge stellen ihren Erfolg in der neuen Ausgabe des US-Fachjournals «Science» (Bd. 301, S. 1513) vom Freitag vor.

«Ultratief gekühlte Gase versprechen enorme Verbesserungen in der Präzisionsmessung», erläutert Ketterles Kollege David Pritchard. Sie ermöglichten etwa genauere Atomuhren und bessere Sensoren für die Schwerkraft.

Bei der als «absoluten Nullpunkt» definierten Temperatur von rund minus 273 Grad Celsius erstarrt jede atomare Bewegung. In normaler Raumtemperatur dagegen flitzen Atome mit der Geschwindigkeit von Flugzeugjets umher. Die jetzt erzeugte neue Rekordtemperatur reduziert ihre Beweglichkeit auf einen millionsten Teil. Das heißt, sie brauchen eine Minute, um fünf Zentimeter vorwärts zu kommen. Um den Rekord zu erreichen, nutzten die Forscher eine «Falle» aus magnetischen Feldern und Schwerkraft.

Die Forscher erwarten auch, neue Phänomene bei einer derart niedrigen Temperatur zu entdecken. So wollen sie untersuchen, wie Atome bei dieser Rekordkälte auf eine Oberfläche reagieren, und wie sie sich bewegen, wenn sie auf einen engen Kanal beschränkt sind.

1995 hatten eine Forschergruppe an der Universität von Colorado und ein MIT-Team um Ketterle Gase erstmals unter ein Mikrokelvin gekühlt, den millionsten Teil eines Grades über dem absoluten Nullpunkt. Dabei entdeckten sie eine neue Form von Materie, das so genannte Bose-Einstein-Kondensat. In dieser Form marschieren die Teilchen in Reih und Glied, statt unabhängig von einander umherzuflitzen. Für diese Entdeckung wurden Ketterle und seine US- Kollegen in Boulder, Eric Cornell und Carl Wieman, 2001 mit dem Nobelpreis in Physik ausgezeichnet.

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