Bose-Einstein-Kondensation von paraxialem Licht

Kondensiert Licht zu einem 'Tropfen', wenn man seine Temperatur absenkt? Atomare und molekulare Gase kondensieren bei tiefen Temperaturen zu Flüssigkeiten - bosonische Gase sogar bei Abwesenheit von interatomaren Wechselwirkungen (Bose-Einstein-Kondensation). Und wie verhält sich das Photonengas? Die Schwarzkörperstrahlung, das allgegenwärtigste Bose-Gas überhaupt, zeigt keine Kondensation bei tiefen Temperaturen. Wenn man etwa die Wände eines Hohlraums abkühlt, dann sinkt zwar die mittlere Energie der Photonen in seinem Inneren ab, aber man verringert gleichzeitig auch ihre Anzahl, was einer Kondensation entgegenwirkt. Diese Verhalten ändert sich aber, wenn teilchenzahlerhaltende Thermalisierungsprozesse eingesetzt werden. Gegenstand dieses Buches sind Experimente zur Kondensation eines zweidimensionalen Photonengases in einem optischen Mikroresonator, das durch einen fluoreszenzinduzierten Thermalisierungsprozess im thermischen Gleichgewicht mit der Umgebung steht. Der Autor gibt eine Einführung in die theoretischen Grundlagen und schildert darauf aufbauend die experimentellen Ergebnisse. Das Buch richtet sich an Physiker und Interessierte aus angrenzenden Wissenschaften.

Autorentext

Studium der Physik an der RWTH Aachen. Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Angewandte Physik der Universität Bonn seit 2006. Promotion auf dem Gebiet der experimentellen Quantenoptik im Jahr 2010.

Klappentext

Kondensiert Licht zu einem 'Tropfen', wenn man seine Temperatur absenkt? Atomare und molekulare Gase kondensieren bei tiefen Temperaturen zu Flüssigkeiten - bosonische Gase sogar bei Abwesenheit von interatomaren Wechselwirkungen (Bose-Einstein-Kondensation). Und wie verhält sich das Photonengas? Die Schwarzkörperstrahlung, das allgegenwärtigste Bose-Gas überhaupt, zeigt keine Kondensation bei tiefen Temperaturen. Wenn man etwa die Wände eines Hohlraums abkühlt, dann sinkt zwar die mittlere Energie der Photonen in seinem Inneren ab, aber man verringert gleichzeitig auch ihre Anzahl, was einer Kondensation entgegenwirkt. Diese Verhalten ändert sich aber, wenn teilchenzahlerhaltende Thermalisierungsprozesse eingesetzt werden. Gegenstand dieses Buches sind Experimente zur Kondensation eines zweidimensionalen Photonengases in einem optischen Mikroresonator, das durch einen fluoreszenzinduzierten Thermalisierungsprozess im thermischen Gleichgewicht mit der Umgebung steht. Der Autor gibt eine Einführung in die theoretischen Grundlagen und schildert darauf aufbauend die experimentellen Ergebnisse. Das Buch richtet sich an Physiker und Interessierte aus angrenzenden Wissenschaften.