Ein internationales Team von Wissenschaftlern aus Österreich und den USA hat eine neue Vielfalt von Strontium-Superatomen geschaffen. Zu diesem Zweck verwendeten die Forscher eine Kombination aus einem Bose-Einstein-Kondensat und Atomen, in denen sich Elektronen in einem stark angeregten Zustand befinden. Dies wurde in einer Pressemitteilung auf EurekAlert! Angekündigt.
Physiker haben eine Wolke von Strontiumatomen auf Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt abgekühlt. Das Ergebnis ist ein Bose-Einstein-Kondensat, in dem alle Atome den niedrigstmöglichen Energiezustand erreichen können. Dies liegt an der Tatsache, dass Strontium ein Boson ist, das heißt, es kann sich im gleichen Quantenzustand befinden wie andere Bosonen der gleichen Art. Dies unterscheidet sie von Fermionen, zu denen beispielsweise Elektronen gehören, die nicht denselben Energiezustand einnehmen können.
Im Kondensat werden Strontiumatome identisch (nicht unterscheidbar), dh es ist unmöglich zu bestimmen, wo sich welches Teilchen befindet. Die Wellenfunktionen, die ihre Position im Raum beschreiben, überlappen sich, und das gesamte System beginnt sich als ein einziges Ganzes zu verhalten. In diesem Zustand können Quanteneffekte mit bloßem Auge beobachtet werden, wie z. B. Superfluidität.
Die Forscher bestrahlten eines der Teilchen im Bose-Einstein-Kondensat mit einem Laser und erzeugten ein Rydberg-Atom, in dem ein Elektron so weit vom Kern entfernt ist, dass 170 andere Strontiumatome in die Umlaufbahn passen könnten. Dieses System ist stabil, da seine Gesamtenergie aufgrund der schwachen Streuung eines hoch angeregten Elektrons durch neutrale Atome geringer ist. Laut Wissenschaftlern kann eine neue Form der Materie, das Rydberg-Polaron, nur bei niedrigen Temperaturen existieren, da die Bindung zwischen Atomen sehr zerbrechlich ist.
