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Computer control and data acquisition for the Kapitza-Dirac-Talbot-Lau interferometer
Johannes Bischoff
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Physik
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Physik
Betreuer*in
Markus Arndt
Mitbetreuer*in
Sandra Eibenberger
DOI
10.25365/thesis.55069
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-30922.03965.685054-9
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Der Übergang von der klassischen Physik unserer Alltagswelt zur Quantenmechanik
wirft bisher noch mehr Fragen auf, als es Antworten gibt. Ein vielversprechender Weg,
um dem Mysterium ein Stück näher zu kommen, ist die Materiewelleninterferometrie mit Molekülen, da sich Quantenphänome anhand makroskopischer, komplexer Teilchen aufzeigen lassen.
In dieser Masterarbeit wird eine neue Software zur Steuerung des Kapitza-Dirac-
Talbot-Lau-Interferometers (KDTLI) entwickelt und vorgestellt. Mit dem KDTLI
konnte bereits Interferenz mit Molekülen mit bis zu 10000 atomaren Massen gemessen
werden, was bisher den Massenrekord setzt.
Das KDTLI besteht aus einem thermischen Ofen als Molekülquelle, einem Drei-Gitter-
Interferometer und einem Quadrupol-Massenspektrometer (QMS) als Detektor. Das
erste und letzte Gitter sind absorbierende Materialgitter. Das zweite Gitter besteht
aus einer stehenden Laser-Lichtwelle. Der gemessene Interferenzkontrast hängt daher
auch entscheidend von den Laserparametern ab. Die neue Steuerungssoftware liest
erstmalig sämtliche Parameter der Geräte ein, die mit dem Experiment verbundenen
sind. Diese werden automatisch und kontinuierlich abgespeichert. Folglich wird
mit der Nutzung der Software eine Datenbank der Messergebnisse mit sämtlichen
Messparametern fortlaufend aufgebaut, deren Analyse ein besseres Verständnis des
Experiments mit sich bringt und die Reproduzierbarkeit erhöht. Des Weiteren wurden
sich wiederholende Messdurchführungen automatisiert und in die Steuerungssoftware
integriert. Dadurch können auch fragile Biomoleküle vermessen werden, deren Signal
vergleichsweise kurzlebig ist.
Abstract
(Englisch)
The discrepancy between the classical and the quantum world of physics is interesting without doubt. One promising way to tackle the enigma is matter wave interferometry with large molecules to see quantum phenomena with particles as macroscopic as possible. This thesis describes the development and implementationof a new integrated computer software controlling the Kapitza-Dirac-Talbot-Lau interferometer (KDTLI). The KDTLI accomplished to show interference with molecules weighing up to 10000 atomic masses, which entails the current mass record. In essence, it is built of a thermal oven as a source, a three grating interferometer, and a quadrupole mass spectrometer (QMS) as a detector. The second grating is not a material grating like the other two, but made of a standing laser light wave. The measured fringe visibility depends therefore apart from others on the laser’s parameters. The new control software continuously reads and saves several parameters of devices linked to the experiment. As a consequence, an increasing database is created and built up while running the experiment. In conclusion, a better understanding and control of the experiment is achieved. Additionally, the automation of repetitive measurements is integrated into the control software leading to a number of new advantages and it saves time operating the experiment.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Kaptiza Dirac Talbot Lau de Broglie matter wave interferometry quantum opitcs nano physics
Schlagwörter
(Deutsch)
Kaptiza Dirac Talbot Lau de Broglie Materiewellen Interferometer Nanophysik Quantenoptik
Autor*innen
Johannes Bischoff
Haupttitel (Englisch)
Computer control and data acquisition for the Kapitza-Dirac-Talbot-Lau interferometer
Paralleltitel (Deutsch)
Softwaresteuerung und Datenaufnahme des Kapitza-Dirac-Talbot-Lau Interferometers
Publikationsjahr
2018
Umfangsangabe
viii, 161 Seiten : Illustrationen, Diagramme
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Markus Arndt
Klassifikation
33 Physik > 33.23 Quantenphysik
AC Nummer
AC15331025
Utheses ID
48668
Studienkennzahl
UA | 066 | 876 | |