Laser-Kühlung für Wurst und Milch?

Bonn (ots) -

Sperrfrist: 02.09.2009 19:00
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Drei Jahrzehnte ist es her, dass amerikanische und finnische
Forscher eine sehr leistungsfähige Methode zur Abkühlung von Gasen
durch Laserbeschuss ersannen. Erst jetzt konnten Physiker der
Universität Bonn den Beweis erbringen, dass sie tatsächlich
funktioniert. Ihre Studie "Laser Cooling by Collisional
Redistribution of Radiation" erscheint am 3. September in der
Zeitschrift Nature. Die schnelle Kühlmethode lässt sich eventuell für
die Konstruktion neuartiger Mini-Kühlschränke nutzen.

Die Forscher nutzten in ihrem Experiment die Eigenschaft, dass
sich Atome durch Licht anregen lassen. Bei diesem Vorgang wechselt
ein Elektron von seiner Umlaufbahn um den Atomkern auf eine weiter
entfernte Bahn. Das gelingt aber nur, wenn das eingestrahlte Licht
die passende Farbe hat: Rotes Licht ist energieärmer als blaues.
Daher reicht der "Schubs", den ein roter Laser dem Elektron versetzt,
eventuell nicht aus, um es auf die höhere Bahn zu heben.

Atome in einem Gas kollidieren regelmäßig miteinander. Dabei
"verbiegen" sich die Elektronenbahnen der Teilchen. Zum Zeitpunkt des
Crashs braucht man daher weniger Energie als normal, um das Elektron
auf eine höhere Bahn zu katapultieren. Nach dem Zusammenstoß
normalisieren sich die Elektronenbahnen wieder. Um dann auf der hohen
Bahn zu bleiben, muss sich das Elektron die fehlende Energie
"borgen". Dazu nutzt es die Bewegungsenergie des Atoms, das dabei
langsamer wird. Geschwindigkeit und Temperatur sind zwei Seiten
derselben Medaille. Durch den Laserbeschuss kühlt sich das Gas also
ab.

Die Forscher konnten mit dieser Methode eine Gasmischung innerhalb
von wenigen Sekunden von 350 auf 280 Grad abkühlen. Eventuell lassen
sich auf diese Weise sogar Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt
erreichen. Es gibt bereits Laserverfahren, mit denen sich Gase derart
tief herunterkühlen lassen. Sie funktionieren aber nur bei extrem
niedrigen Drücken. Mit der neuen Methode lassen sich eventuell auch
neuartige Mini-Kühlschränke konzipieren.

Originaltext: Universität Bonn
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