Experiment Übersicht

Übersicht über das
Kapitza-Dirac-Talbot-Lau Interferometer

Das Kapitza-Dirac-Talbot-Lau Experiment ist seit 2006 in Betrieb und wird fortlaufend weiterentwickelt. Es besteht aus einer Quelle, dem Interferometer, einem Detektor. Zum Schutz vor äußeren Einflüssen ist es in einer Vakuumapparatur auf einem vibrationsisolierten optischen Tisch montiert.

Während die Moleküle in der Quelle und im Detektor mit klassischer Physik beschrieben werden können, wollen wir im Interferometer Phänomene nachweisen, die sich nur durch quantenmechanische Materiewellen beschreiben lassen.

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Die Moleküle (rosa Strahl) treten aus der Quelle, einem kleinen Ofen für Moleküle. Durch die Ofenöffnung (S1) und zwei Spalte (S2, S3) kann der Strahl begrenzt werden. Im Interferometer passieren die Moleküle nacheinander drei Gitter (G1, LG, G3). Das erste Gitter weitet die molekulare Wellenfunktion und erzeugt einen räumlich kohärenten Molekülstrahl. Am mittleren Gitter (LG), einer stehenden Laserlichtwelle, werden die Moleküle mit dem Kapitza-Dirac-Effekt gebeugt. Quanteninterferenz erzeugt ein Selbstabbild der Beugungsstuktur (Talbot-Lau-Effekt) am Ort des dritten Gitters (G3). Dieses Gitter kann als Maske das Interferenzbild abrastern. Ein Massenspektrometer detektiert die Moleküle, die das dritte Gitter passieren. Um die Geschwindigkeit der Moleküle messen zu können wird eine Chopperscheibe in den Strahl geführt.

Reihenfolge im Experiment

Teste dein Wissen!

Experimentieraufgabe: Überblick

Gehe ins Labor und folge den Anweisungen. Wenn du fertig bist, setze hier fort.