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Setup of an optical time-domain matter wave interferometer for heavy particles
Jonas Rodewald
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Physik
Betreuer*in
Markus Arndt
DOI
10.25365/thesis.16193
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-16427.33466.292375-0
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
In dieser Arbeit werden Planung und Aufbau eines neuen Materiewellen
Talbot-Lau Interferometers dokumentiert. Das Experiment soll in Zukunft
den quantenmechanischen Wellencharakter von zunehmend schwereren
Teilchen nachweisen, wobei die Massengrenze für den Aufbau bei
ca. 25.000 amu liegt. Dies übersteigt den derzeitigen Massenrekord
für Materiewellen Interferometrie um mehr als das Dreifache. Um
dieser Herausforderung gerecht zu werden ist das Interferometer erstmals
mit gepulsten absorptiven Ionisationslasergittern ausgerüstet, welch
gegenüber materiellen Gittern den Vorteil nahezu perfekter Periodizität
aufweisen bei einer bisher bei Molekülinterferometern unerreicht kleinen
Gitterkonstante von 78,6 nm. Außerdem treten bei Lasergittern keine
dispersiven Wechselwirkungen zwischen Teilchen und Gittern auf, von
denen bekannt ist, daß sie den maximal möglichen Interferenzkontrast in
Talbot-Lau Interferometern für große Massen drastisch reduzieren. Das
neue Interferometer verspricht somit hohen Interferenzkontrast auch für
schwere und langsame Teilchen, wobei Pulsen des Experiments breite
Geschwindigkeitsverteilungen im Teilchenstrahl zuläßt und damit hohe
Zählraten für große Teilchenmassen verspricht.
Es ist hervorzuheben, daß die Technik, welche für die Lasergitter
entwickelt wurde, in Zukunft den Aufbau von Interferometern ermöglicht
mit Massengrenzen sogar jenseits von 10^6 amu.
Abstract
(Englisch)
In this thesis the setup of an optical time-domain ionizing matter wave
Talbot-Lau interferometer (OTIMA-TLI) is discussed. The experiment
aims at demonstrating the quantum wave nature of increasingly heavy
particles. The mass limit of the current version lies around 25.000 amu
which is more than three times higher than the present-day mass record
for matter wave interferometry. In order to be especially suited for this
purpose the OTIMA-TLI is equipped, for the first time, with pulsed ionizing
absorptive laser gratings with a grating period of 78,6 nm. Such gratings are perfectly periodic and come without dispersive grating-particle interactions thus promising high contrast interference even for massive and slow particles. Working with pulsed gratings additionally allows for greater velocity spread within the particle beam which promises higher count rates at high particle masses. The techniques and methods we have developed will in future enable the implementation of matter wave interferometers with a mass limit exceeding 10^6 amu.
The experiment is currently in the build-up phase and this work documents
the design and experimental realization both in theory and in practice.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Matter wave interferometry deBroglie-wave interferometry Quantum interferometry Talbot-Lau interferometer TLI OTIMA-TLI Lasergratings Lightgratings Metalclusters
Schlagwörter
(Deutsch)
Materiewelleninterferomtrie deBroglie-Wellen Interferometrie Quanteninterferometrie Talbot-Lau Interferometer TLI OTIMA-TLI Lasergitter Lichtgitter Metalcluster
Autor*innen
Jonas Rodewald
Haupttitel (Englisch)
Setup of an optical time-domain matter wave interferometer for heavy particles
Paralleltitel (Deutsch)
Aufbau eines gepulsten optischen Materiewelleninterferometers für schwere Teilchen
Publikationsjahr
2011
Umfangsangabe
III, 110 S. : Ill.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Markus Arndt
Klassifikation
33 Physik > 33.23 Quantenphysik
AC Nummer
AC08823881
Utheses ID
14528
Studienkennzahl
UA | 066 | 876 | |