Erstmals ist es Physikerinnen und Physikern gelungen, eine neue Methode zur Kühlung von Protonen mithilfe lasergekühlter Ionen- in diesem Fall Beryllium-Ionen - erfolgreich umzusetzen. Das Besondere: In dem neuen Aufbau befinden sich die beiden Teilchensorten in räumlich getrennten Fallen. Die Kühlleistung kann erstmals über einen elektrischen Schwingkreis und eine Distanz von neun Zentimetern von der einen in die andere Falle übertragen werden. So lässt sich das Proton in einer der Fallen auf deutlich tiefere Temperaturen kühlen als ohne Beryllium möglich. Die neue Methode kann auf alle geladenen Teilchen angewendet werden, insbesondere auch auf Antiprotonen, für die es bisher noch keine andere Kühlmethode in diesen Temperaturbereich gibt. Hiermit lassen sich vor allem Experimente zum Vergleich von Materie und Antimaterie noch genauer realisieren. Die Ergebnisse sind in der renommierten Fachzeitschrift Nature veröffentlicht.
Die Entwicklung erfolgte unter anderem im Rahmen des Sonderforschungsbereichs DQ-mat. Beteilgt waren unter anderem Matthias Borchert und Christian Ospelkaus vom Insitut für Quantenoptik der Universität Hannover und der Physikalisch Technischen Bundesanstalt.
Zur vollständigen Presseinformation auf der Seite der Leibniz Universität.
Originalartikel:
Bohman, M., Grunhofer, V., Smorra, C. et al.: Sympathetic cooling of a trapped proton mediated by an LC circuit. Nature 596, 514–518 (2021).
