Steuerung atomarer Dynamik mit Hilfe von Quantenreflexion

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In atomoptischen Elementen werden die atomaren Wellen meistens durch elektromagnetische Kräfte gelenkt, die von geeignet konfigurierten Lasern hervorgerufen werden. Die Atome müssen von Oberflächen fern gehalten werden, um unerwünschte Reaktionen wie Adhäsion zu vermeiden. Ultrakalte Atome können auch ohne Lichtquellen oder andere äußere Kräfte durch Quantenreflexion von Oberflächen fern gehalten werden. Dabei werden sie am nichtklassischen Bereich des attraktiven Atom-OberflächenPotenzials reflektiert, der typischerweise einige hundert oder tausend atomare Einheiten vor der Oberfläche liegt. Da die Quantenreflexionwahrscheinlichkeit im Grenzfall verschwindender Energie Eins wird, ist dieser Prozess bei genügend kleinen Energien immer wichtig. Die effektive Quantenreflexion von ultrakalten Atomen an Oberflächen ist ein unempfindlicher und universeller Mechanismus, der bei der Konstruktion von atomoptischen Elementen zur Steuerung von Atomwellen ausgenutzt werden kann. Um die Möglichkeiten und Grenzen solcher Anwendungen auszuloten, sollen im gegenwärtigen Projekt die Streuung und Beugung von Atomwellen durch Quantenreflexion untersucht werden, sowie die Speicherung ultrakalter Atome in Quantenreflexionsfallen.