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<!DOCTYPE html> <html class="client-nojs" lang="de" dir="ltr"> <head> <meta charset="UTF-8"> <title>Sisyphuskühlung – Wikipedia</title> <script>(function(){var className="client-js";var cookie=document.cookie.match(/(?:^|; )dewikimwclientpreferences=([^;]+)/);if(cookie){cookie[1].split('%2C').forEach(function(pref){className=className.replace(new RegExp('(^| )'+pref.replace(/-clientpref-\w+$|[^\w-]+/g,'')+'-clientpref-\\w+( |$)'),'$1'+pref+'$2');});}document.documentElement.className=className;}());RLCONF={"wgBreakFrames":false,"wgSeparatorTransformTable":[",\t.",".\t,"],"wgDigitTransformTable":["",""],"wgDefaultDateFormat":"dmy","wgMonthNames":["","Januar","Februar","März","April","Mai","Juni","Juli","August","September","Oktober","November","Dezember"],"wgRequestId":"1650d1a4-b5ad-4b2b-aaaf-a077cca116ef","wgCanonicalNamespace":"","wgCanonicalSpecialPageName":false,"wgNamespaceNumber":0,"wgPageName":"Sisyphuskühlung","wgTitle":"Sisyphuskühlung","wgCurRevisionId":245212406,"wgRevisionId":245212406,"wgArticleId":6512527,"wgIsArticle":true,"wgIsRedirect":false,"wgAction":"view","wgUserName":null,"wgUserGroups":["*"], "wgCategories":["Quantenoptik","Atomphysik","Laseranwendung","Kühlverfahren"],"wgPageViewLanguage":"de","wgPageContentLanguage":"de","wgPageContentModel":"wikitext","wgRelevantPageName":"Sisyphuskühlung","wgRelevantArticleId":6512527,"wgIsProbablyEditable":true,"wgRelevantPageIsProbablyEditable":true,"wgRestrictionEdit":[],"wgRestrictionMove":[],"wgNoticeProject":"wikipedia","wgCiteReferencePreviewsActive":true,"wgFlaggedRevsParams":{"tags":{"accuracy":{"levels":1}}},"wgStableRevisionId":245212406,"wgMediaViewerOnClick":true,"wgMediaViewerEnabledByDefault":true,"wgPopupsFlags":0,"wgVisualEditor":{"pageLanguageCode":"de","pageLanguageDir":"ltr","pageVariantFallbacks":"de"},"wgMFDisplayWikibaseDescriptions":{"search":true,"watchlist":true,"tagline":true,"nearby":true},"wgWMESchemaEditAttemptStepOversample":false,"wgWMEPageLength":5000,"wgRelatedArticlesCompat":[],"wgEditSubmitButtonLabelPublish":true,"wgULSPosition":"interlanguage","wgULSisCompactLinksEnabled":true, "wgVector2022LanguageInHeader":false,"wgULSisLanguageSelectorEmpty":false,"wgWikibaseItemId":"Q222475","wgCheckUserClientHintsHeadersJsApi":["brands","architecture","bitness","fullVersionList","mobile","model","platform","platformVersion"],"GEHomepageSuggestedEditsEnableTopics":true,"wgGETopicsMatchModeEnabled":false,"wgGEStructuredTaskRejectionReasonTextInputEnabled":false,"wgGELevelingUpEnabledForUser":false};RLSTATE={"ext.gadget.citeRef":"ready","ext.gadget.defaultPlainlinks":"ready","ext.gadget.dewikiCommonHide":"ready","ext.gadget.dewikiCommonLayout":"ready","ext.gadget.dewikiCommonStyle":"ready","ext.gadget.NavFrame":"ready","ext.globalCssJs.user.styles":"ready","site.styles":"ready","user.styles":"ready","ext.globalCssJs.user":"ready","user":"ready","user.options":"loading","mediawiki.codex.messagebox.styles":"ready","ext.cite.styles":"ready","ext.math.styles":"ready","skins.vector.styles.legacy":"ready","ext.flaggedRevs.basic":"ready", "ext.visualEditor.desktopArticleTarget.noscript":"ready","codex-search-styles":"ready","ext.uls.interlanguage":"ready","wikibase.client.init":"ready","ext.wikimediaBadges":"ready"};RLPAGEMODULES=["ext.cite.ux-enhancements","mediawiki.page.media","site","mediawiki.page.ready","mediawiki.toc","skins.vector.legacy.js","ext.centralNotice.geoIP","ext.centralNotice.startUp","ext.flaggedRevs.advanced","ext.gadget.createNewSection","ext.gadget.WikiMiniAtlas","ext.gadget.OpenStreetMap","ext.gadget.CommonsDirekt","ext.gadget.donateLink","ext.urlShortener.toolbar","ext.centralauth.centralautologin","mmv.bootstrap","ext.popups","ext.visualEditor.desktopArticleTarget.init","ext.visualEditor.targetLoader","ext.echo.centralauth","ext.eventLogging","ext.wikimediaEvents","ext.navigationTiming","ext.uls.compactlinks","ext.uls.interface","ext.cx.eventlogging.campaigns","ext.checkUser.clientHints","ext.growthExperiments.SuggestedEditSession","wikibase.sidebar.tracking"];</script> <script>(RLQ=window.RLQ||[]).push(function(){mw.loader.impl(function(){return["user.options@12s5i",function($,jQuery,require,module){mw.user.tokens.set({"patrolToken":"+\\","watchToken":"+\\","csrfToken":"+\\"}); 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Bitte aktualisiere deine Browser-Lesezeichen und verwende stattdessen die Standard-Druckfunktion des Browsers.</div></div><div class="mw-content-ltr mw-parser-output" lang="de" dir="ltr"><p><b>Sisyphuskühlung</b> (selten auch <b>Sisyphoskühlung</b>) oder <b>Polarisationsgradientenkühlung</b> ist in der <a href="/wiki/Laserspektroskopie" title="Laserspektroskopie">Laserspektroskopie</a> eine spezielle Form der <a href="/wiki/Laserk%C3%BChlung" title="Laserkühlung">Laserkühlung</a>, mit der tiefere <a href="/wiki/Temperatur" title="Temperatur">Temperaturen</a> als die <a href="/wiki/Dopplertemperatur" title="Dopplertemperatur">Dopplertemperatur</a> erreicht werden können. </p> <div id="toc" class="toc" role="navigation" aria-labelledby="mw-toc-heading"><input type="checkbox" role="button" id="toctogglecheckbox" class="toctogglecheckbox" style="display:none" /><div class="toctitle" lang="de" dir="ltr"><h2 id="mw-toc-heading">Inhaltsverzeichnis</h2><span class="toctogglespan"><label class="toctogglelabel" for="toctogglecheckbox"></label></span></div> <ul> <li class="toclevel-1 tocsection-1"><a href="#Geschichte"><span class="tocnumber">1</span> <span class="toctext">Geschichte</span></a></li> <li class="toclevel-1 tocsection-2"><a href="#Aufbau"><span class="tocnumber">2</span> <span class="toctext">Aufbau</span></a></li> <li class="toclevel-1 tocsection-3"><a href="#Physikalische_Grundlagen"><span class="tocnumber">3</span> <span class="toctext">Physikalische Grundlagen</span></a></li> <li class="toclevel-1 tocsection-4"><a href="#Weiterführendes"><span class="tocnumber">4</span> <span class="toctext">Weiterführendes</span></a></li> <li class="toclevel-1 tocsection-5"><a href="#Einzelnachweise"><span class="tocnumber">5</span> <span class="toctext">Einzelnachweise</span></a></li> </ul> </div> <div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Geschichte">Geschichte</h2></div> <p>Diese Kühlmethode wurde erstmals im Jahr 1989 von <a href="/wiki/Claude_Cohen-Tannoudji" title="Claude Cohen-Tannoudji">Claude Cohen-Tannoudji</a> vorgeschlagen,<sup id="cite_ref-1" class="reference"><a href="#cite_note-1"><span class="cite-bracket">[</span>1<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> für die er 1997 den <a href="/wiki/Nobelpreis_f%C3%BCr_Physik" title="Nobelpreis für Physik">Nobelpreis für Physik</a> erhielt.<sup id="cite_ref-2" class="reference"><a href="#cite_note-2"><span class="cite-bracket">[</span>2<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> Der Name ist vom griechischen Helden <a href="/wiki/Sisyphos" title="Sisyphos">Sisyphos</a> abgeleitet, der einen Stein immer wieder denselben Berg hinauftragen musste, von wo aus er wieder herunter rollte. </p> <div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Aufbau">Aufbau</h2></div> <p>Zur Umsetzung von Sisyphuskühlung wird ein linear <a href="/wiki/Polarisation" title="Polarisation">polarisierter</a> <a href="/wiki/Laser" title="Laser">Laser</a> in entgegengesetzter Richtung mit um 90° gedrehte Polarisation mit sich selbst überlagert. Dadurch bildet sich eine <a href="/wiki/Stehende_Welle" title="Stehende Welle">stehende Laserlicht-Welle</a>, deren Polarisation sich räumlich periodisch ändert und abwechselnd zwischen <span class="mwe-math-element"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle \sigma ^{+}}"> <semantics> <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"> <mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"> <msup> <mi>σ</mi> <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"> <mo>+</mo> </mrow> </msup> </mstyle> </mrow> <annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \sigma ^{+}}</annotation> </semantics> </math></span><img src="https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/386a4c4c2478c06934889d7132165adb4b9b25e3" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:2.841ex; height:2.509ex;" alt="{\displaystyle \sigma ^{+}}"></span>-, <span class="mwe-math-element"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle \pi }"> <semantics> <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"> <mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"> <mi>π</mi> </mstyle> </mrow> <annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \pi }</annotation> </semantics> </math></span><img src="https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/9be4ba0bb8df3af72e90a0535fabcc17431e540a" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:1.332ex; height:1.676ex;" alt="{\displaystyle \pi }"></span>- und <span class="mwe-math-element"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle \sigma ^{-}}"> <semantics> <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"> <mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"> <msup> <mi>σ</mi> <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"> <mo>−</mo> </mrow> </msup> </mstyle> </mrow> <annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \sigma ^{-}}</annotation> </semantics> </math></span><img src="https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/f7484a67867ba634d26b9c08bdc50f23f5edd05a" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:2.841ex; height:2.509ex;" alt="{\displaystyle \sigma ^{-}}"></span>-Polarisation wechselt. Dieser Zustand wird auch als <i>lin</i><span class="mwe-math-element"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle \bot }"> <semantics> <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"> <mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"> <mi mathvariant="normal">⊥</mi> </mstyle> </mrow> <annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \bot }</annotation> </semantics> </math></span><img src="https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/f282c7bc331cc3bfcf1c57f1452cc23c022f58de" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:1.808ex; height:2.176ex;" alt="{\displaystyle \bot }"></span><i>lin-Anordnung</i> (<i>linear-senkrecht-linear</i>) bezeichnet. Die zu kühlenden Atome müssen sich im und entlang des Laserstrahls bewegen. </p> <div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Physikalische_Grundlagen">Physikalische Grundlagen</h2></div> <figure class="mw-default-size" typeof="mw:File/Thumb"><a href="/wiki/Datei:Sisyphus.svg" class="mw-file-description"><img src="//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/98/Sisyphus.svg/220px-Sisyphus.svg.png" decoding="async" width="220" height="156" class="mw-file-element" srcset="//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/98/Sisyphus.svg/330px-Sisyphus.svg.png 1.5x, //upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/98/Sisyphus.svg/440px-Sisyphus.svg.png 2x" data-file-width="1052" data-file-height="744" /></a><figcaption>Prinzipieller Vorgang bei Sisyphuskühlung: Die Atome laufen gegen das Potential an, werden angeregt, fallen in ein Potentialminimum zurück und beginnen von vorne.<br /><small>Dem Übergang von Blau nach Rot links entspricht wenig später der Übergang von Rot nach Blau rechts.</small></figcaption></figure> <p>Die Bereiche des Lasers mit <span class="mwe-math-element"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle \sigma ^{+}}"> <semantics> <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"> <mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"> <msup> <mi>σ</mi> <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"> <mo>+</mo> </mrow> </msup> </mstyle> </mrow> <annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \sigma ^{+}}</annotation> </semantics> </math></span><img src="https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/386a4c4c2478c06934889d7132165adb4b9b25e3" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:2.841ex; height:2.509ex;" alt="{\displaystyle \sigma ^{+}}"></span>-Licht induzieren einen Übergang mit <span class="mwe-math-element"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle \Delta m=+1}"> <semantics> <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"> <mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"> <mi mathvariant="normal">Δ</mi> <mi>m</mi> <mo>=</mo> <mo>+</mo> <mn>1</mn> </mstyle> </mrow> <annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \Delta m=+1}</annotation> </semantics> </math></span><img src="https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/44dd85fcf4b5b3a4245407f9f360fb5cc9f0e589" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.505ex; width:10.045ex; height:2.343ex;" alt="{\displaystyle \Delta m=+1}"></span>, wohingegen das <span class="mwe-math-element"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle \sigma ^{-}}"> <semantics> <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"> <mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"> <msup> <mi>σ</mi> <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"> <mo>−</mo> </mrow> </msup> </mstyle> </mrow> <annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \sigma ^{-}}</annotation> </semantics> </math></span><img src="https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/f7484a67867ba634d26b9c08bdc50f23f5edd05a" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:2.841ex; height:2.509ex;" alt="{\displaystyle \sigma ^{-}}"></span>-Licht einen Übergang mit <span class="mwe-math-element"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle \Delta m=-1}"> <semantics> <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"> <mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"> <mi mathvariant="normal">Δ</mi> <mi>m</mi> <mo>=</mo> <mo>−</mo> <mn>1</mn> </mstyle> </mrow> <annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \Delta m=-1}</annotation> </semantics> </math></span><img src="https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/5b757836b5870bf885f12fe7ad4653d9f69220d8" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.505ex; width:10.045ex; height:2.343ex;" alt="{\displaystyle \Delta m=-1}"></span> bewirkt. Da die <a href="/wiki/Spontane_Emission" title="Spontane Emission">spontane Emission</a> nach dem Anregen im Mittel keine Änderung (<span class="mwe-math-element"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle \Delta m=0}"> <semantics> <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"> <mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"> <mi mathvariant="normal">Δ</mi> <mi>m</mi> <mo>=</mo> <mn>0</mn> </mstyle> </mrow> <annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \Delta m=0}</annotation> </semantics> </math></span><img src="https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/543795374197ee66b44c630927cc5bfdb8309e24" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:8.237ex; height:2.176ex;" alt="{\displaystyle \Delta m=0}"></span>) bewirkt, werden die Atome somit vom einen <a href="/wiki/Entartung_(Quantenmechanik)" title="Entartung (Quantenmechanik)">Entartungszustand</a> des Grundzustandes in den anderen geschickt. Da sich das Atom entlang des Strahles bewegt, erreicht es danach die jeweils andere Polarisation und wird zurück in den Ursprungszustand überführt. Der Zustand des Atoms oszilliert damit immer zwischen den beiden Entartungen des Grundzustandes. </p><p>Weiterhin ist der <a href="/wiki/Stark-Effekt" title="Stark-Effekt">Stark-Effekt</a>, der durch das <a href="/wiki/Elektrisches_Feld" title="Elektrisches Feld">elektrische Feld</a> des Lasers am Atom hervorgerufen wird, abhängig von der <a href="/wiki/%C3%9Cbergangswahrscheinlichkeit" class="mw-redirect" title="Übergangswahrscheinlichkeit">Übergangswahrscheinlichkeit</a> zwischen den Energieniveaus und der <a href="/wiki/Verstimmung_(Physik)" title="Verstimmung (Physik)">Verstimmung</a>. Das bedeutet, dass sich die Energieniveaus des Atoms mit <i>größerer</i> Übergangswahrscheinlichkeit energetisch weiter voneinander entfernen als die Niveaus mit <i>kleiner</i> Übergangswahrscheinlichkeit. Bei Rotverstimmung sinkt die Energie des Grundzustandes ab. Da sich aber auch die Polarisation ändert, ändert sich auch die Übergangswahrscheinlichkeit – je nachdem in welchem der beiden Grundzustände sich das Atom befindet. </p><p>Ein Atom im Grundzustand mit <span class="mwe-math-element"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle m=+1/2}"> <semantics> <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"> <mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"> <mi>m</mi> <mo>=</mo> <mo>+</mo> <mn>1</mn> <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"> <mo>/</mo> </mrow> <mn>2</mn> </mstyle> </mrow> <annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle m=+1/2}</annotation> </semantics> </math></span><img src="https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/4675c608c3e0afedb9614e231cdd108dfcdd1de9" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.838ex; width:10.434ex; height:2.843ex;" alt="{\displaystyle m=+1/2}"></span>, das sich entlang des Lasers bewegt, muss gegen das <a href="/wiki/Potential_(Physik)" title="Potential (Physik)">Potential</a> der stehenden Welle anlaufen (Übergang vom ersten zum zweiten blauen Punkt, links in der nebenstehenden Zeichnung). Dabei gewinnt es an <a href="/wiki/Potentielle_Energie" title="Potentielle Energie">potenzieller Energie</a>, verliert aber <a href="/wiki/Kinetische_Energie" title="Kinetische Energie">kinetische Energie</a>, was einer Kühlung entspricht. Am Maximum des Wellenberges ist die Absorptionswahrscheinlichkeit von <span class="mwe-math-element"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle \sigma ^{-}}"> <semantics> <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"> <mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"> <msup> <mi>σ</mi> <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"> <mo>−</mo> </mrow> </msup> </mstyle> </mrow> <annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \sigma ^{-}}</annotation> </semantics> </math></span><img src="https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/f7484a67867ba634d26b9c08bdc50f23f5edd05a" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:2.841ex; height:2.509ex;" alt="{\displaystyle \sigma ^{-}}"></span>-Licht maximal, das Atom wird somit sehr wahrscheinlich in den angeregten Zustand mit <span class="mwe-math-element"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle m=-1/2}"> <semantics> <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"> <mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"> <mi>m</mi> <mo>=</mo> <mo>−</mo> <mn>1</mn> <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"> <mo>/</mo> </mrow> <mn>2</mn> </mstyle> </mrow> <annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle m=-1/2}</annotation> </semantics> </math></span><img src="https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/a225edcd61a86745cbde8df34360fafa5f0010a8" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.838ex; width:10.434ex; height:2.843ex;" alt="{\displaystyle m=-1/2}"></span> versetzt, durch spontane Emission geht es danach in den Grundzustand mit <span class="mwe-math-element"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle m=-1/2}"> <semantics> <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"> <mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"> <mi>m</mi> <mo>=</mo> <mo>−</mo> <mn>1</mn> <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"> <mo>/</mo> </mrow> <mn>2</mn> </mstyle> </mrow> <annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle m=-1/2}</annotation> </semantics> </math></span><img src="https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/a225edcd61a86745cbde8df34360fafa5f0010a8" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.838ex; width:10.434ex; height:2.843ex;" alt="{\displaystyle m=-1/2}"></span> über und der Vorgang beginnt, diesmal mit <span class="mwe-math-element"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle \sigma ^{+}}"> <semantics> <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"> <mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"> <msup> <mi>σ</mi> <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"> <mo>+</mo> </mrow> </msup> </mstyle> </mrow> <annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \sigma ^{+}}</annotation> </semantics> </math></span><img src="https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/386a4c4c2478c06934889d7132165adb4b9b25e3" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:2.841ex; height:2.509ex;" alt="{\displaystyle \sigma ^{+}}"></span>-Licht, von vorne. </p><p>Die theoretische Grenze der Temperatur bei Sisyphuskühlung liegt im eindimensionalen Fall bei der <a href="/wiki/R%C3%BCcksto%C3%9Ftemperatur" title="Rückstoßtemperatur">Rückstoßtemperatur</a> </p> <dl><dd><span class="mwe-math-element"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle T_{\text{recoil}}={\frac {(\hbar k)^{2}}{2k_{\mathrm {B} }m}}}"> <semantics> <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"> <mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"> <msub> <mi>T</mi> <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"> <mtext>recoil</mtext> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"> <mfrac> <mrow> <mo stretchy="false">(</mo> <mi class="MJX-variant">ℏ</mi> <mi>k</mi> <msup> <mo stretchy="false">)</mo> <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"> <mn>2</mn> </mrow> </msup> </mrow> <mrow> <mn>2</mn> <msub> <mi>k</mi> <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"> <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"> <mi mathvariant="normal">B</mi> </mrow> </mrow> </msub> <mi>m</mi> </mrow> </mfrac> </mrow> </mstyle> </mrow> <annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle T_{\text{recoil}}={\frac {(\hbar k)^{2}}{2k_{\mathrm {B} }m}}}</annotation> </semantics> </math></span><img src="https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/ca224a74c54528a3f34825f42b4102a9d105d97c" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -2.338ex; width:15.176ex; height:6.343ex;" alt="{\displaystyle T_{\text{recoil}}={\frac {(\hbar k)^{2}}{2k_{\mathrm {B} }m}}}"></span></dd></dl> <p>mit dem <a href="/wiki/Impuls" title="Impuls">Impuls</a> der emittierten <a href="/wiki/Photon" title="Photon">Photonen</a> <span class="mwe-math-element"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle \hbar k}"> <semantics> <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"> <mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"> <mi class="MJX-variant">ℏ</mi> <mi>k</mi> </mstyle> </mrow> <annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \hbar k}</annotation> </semantics> </math></span><img src="https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/5086a312985295a2b9bc1b6c35d74ebfc3fc4885" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:2.518ex; height:2.176ex;" alt="{\displaystyle \hbar k}"></span>, der <a href="/wiki/Boltzmannkonstante" class="mw-redirect" title="Boltzmannkonstante">Boltzmannkonstante</a> <span class="mwe-math-element"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle k_{\mathrm {B} }}"> <semantics> <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"> <mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"> <msub> <mi>k</mi> <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"> <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"> <mi mathvariant="normal">B</mi> </mrow> </mrow> </msub> </mstyle> </mrow> <annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle k_{\mathrm {B} }}</annotation> </semantics> </math></span><img src="https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/c9b90d21a1c8fb907fddab1caded3b7f1eeffe3d" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.671ex; width:2.607ex; height:2.509ex;" alt="{\displaystyle k_{\mathrm {B} }}"></span> und der Atommasse <span class="mwe-math-element"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle m}"> <semantics> <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"> <mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"> <mi>m</mi> </mstyle> </mrow> <annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle m}</annotation> </semantics> </math></span><img src="https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/0a07d98bb302f3856cbabc47b2b9016692e3f7bc" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:2.04ex; height:1.676ex;" alt="{\displaystyle m}"></span>. Für atomare Massen und <a href="/wiki/Elektromagnetisches_Spektrum#Die_Bereiche_des_elektromagnetischen_Spektrums" title="Elektromagnetisches Spektrum">optische Photonen</a> liegt diese Temperatur im Bereich von <a href="/wiki/Kelvin" title="Kelvin">Mikrokelvin</a>. Da diese Temperatur vom Photonenimpuls abhängt, erreicht man durch größere Rotverstimmung des Lasers tiefere Temperaturen. Die Verstimmung darf jedoch auch nicht zu groß gewählt werden, da sonst die Kühlleistung insgesamt nachlässt, denn die Anregungswahrscheinschlichkeit nimmt mit der Verstimmung ab. </p> <div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Weiterführendes"><span id="Weiterf.C3.BChrendes"></span>Weiterführendes</h2></div> <ul><li><a href="/wiki/Wolfgang_Demtr%C3%B6der" title="Wolfgang Demtröder">Wolfgang Demtröder</a>: <cite style="font-style:italic">Laserspektroskopie</cite>. 5. Auflage. Springer, Kaiserslautern 2007, <a href="/wiki/Spezial:ISBN-Suche/9783540337928" class="internal mw-magiclink-isbn">ISBN 978-3-540-33792-8</a>.<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Abook&rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Sisyphusk%C3%BChlung&rft.au=Wolfgang+Demtr%C3%B6der&rft.btitle=Laserspektroskopie&rft.date=2007&rft.edition=5.&rft.genre=book&rft.isbn=9783540337928&rft.place=Kaiserslautern&rft.pub=Springer" style="display:none"> </span></li></ul> <ul><li>Tobias Müther: <a rel="nofollow" class="external text" href="https://d-nb.info/977228614/34">Evaporative Kühlung in optischen Dipolpotentialen</a></li></ul> <div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Einzelnachweise">Einzelnachweise</h2></div> <ol class="references"> <li id="cite_note-1"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-1">↑</a></span> <span class="reference-text">J. Dalibard, C. Cohen-Tannoudji: <cite style="font-style:italic">Laser cooling below the Doppler limit by polarization gradients: Simple theoretical model</cite>. In: <cite style="font-style:italic">J. Opt. Soc. Am.</cite> <span style="white-space:nowrap">Band<span style="display:inline-block;width:.2em"> </span>6</span>, 1989, <span style="white-space:nowrap">S.<span style="display:inline-block;width:.2em"> </span>2023</span>.<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Abook&rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Sisyphusk%C3%BChlung&rft.atitle=Laser+cooling+below+the+Doppler+limit+by+polarization+gradients%3A+Simple+theoretical+model&rft.au=J.+Dalibard%2C+C.+Cohen-Tannoudji&rft.btitle=J.+Opt.+Soc.+Am.&rft.date=1989&rft.genre=book&rft.pages=2023&rft.volume=6" style="display:none"> </span></span> </li> <li id="cite_note-2"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-2">↑</a></span> <span class="reference-text"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1997/summary/">nobelprize.org: The Nobel Prize in Physics 1997</a></span> </li> </ol></div><noscript><img src="https://login.wikimedia.org/wiki/Special:CentralAutoLogin/start?type=1x1&useformat=desktop" alt="" width="1" height="1" style="border: none; position: absolute;"></noscript> <div class="printfooter" data-nosnippet="">Abgerufen von „<a dir="ltr" href="https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Sisyphuskühlung&oldid=245212406">https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Sisyphuskühlung&oldid=245212406</a>“</div></div> <div id="catlinks" class="catlinks" data-mw="interface"><div id="mw-normal-catlinks" class="mw-normal-catlinks"><a href="/wiki/Wikipedia:Kategorien" title="Wikipedia:Kategorien">Kategorien</a>: <ul><li><a href="/wiki/Kategorie:Quantenoptik" title="Kategorie:Quantenoptik">Quantenoptik</a></li><li><a href="/wiki/Kategorie:Atomphysik" title="Kategorie:Atomphysik">Atomphysik</a></li><li><a href="/wiki/Kategorie:Laseranwendung" title="Kategorie:Laseranwendung">Laseranwendung</a></li><li><a href="/wiki/Kategorie:K%C3%BChlverfahren" title="Kategorie:Kühlverfahren">Kühlverfahren</a></li></ul></div></div> </div> </div> <div id="mw-navigation"> <h2>Navigationsmenü</h2> <div id="mw-head"> <nav id="p-personal" class="mw-portlet mw-portlet-personal vector-user-menu-legacy vector-menu" aria-labelledby="p-personal-label" > <h3 id="p-personal-label" class="vector-menu-heading " > <span class="vector-menu-heading-label">Meine Werkzeuge</span> </h3> <div class="vector-menu-content"> <ul class="vector-menu-content-list"> <li id="pt-anonuserpage" class="mw-list-item"><span title="Benutzerseite der IP-Adresse, von der aus du Änderungen durchführst">Nicht angemeldet</span></li><li id="pt-anontalk" class="mw-list-item"><a href="/wiki/Spezial:Meine_Diskussionsseite" title="Diskussion über Änderungen von dieser IP-Adresse [n]" accesskey="n"><span>Diskussionsseite</span></a></li><li id="pt-anoncontribs" class="mw-list-item"><a href="/wiki/Spezial:Meine_Beitr%C3%A4ge" title="Eine Liste der Bearbeitungen, die von dieser IP-Adresse gemacht wurden [y]" accesskey="y"><span>Beiträge</span></a></li><li id="pt-createaccount" class="mw-list-item"><a href="/w/index.php?title=Spezial:Benutzerkonto_anlegen&returnto=Sisyphusk%C3%BChlung&returntoquery=printable%3Dyes" title="Wir ermutigen dich dazu, ein Benutzerkonto zu erstellen und dich anzumelden. Es ist jedoch nicht zwingend erforderlich."><span>Benutzerkonto erstellen</span></a></li><li id="pt-login" class="mw-list-item"><a href="/w/index.php?title=Spezial:Anmelden&returnto=Sisyphusk%C3%BChlung&returntoquery=printable%3Dyes" title="Anmelden ist zwar keine Pflicht, wird aber gerne gesehen. [o]" accesskey="o"><span>Anmelden</span></a></li> </ul> </div> </nav> <div id="left-navigation"> <nav id="p-namespaces" class="mw-portlet mw-portlet-namespaces vector-menu-tabs vector-menu-tabs-legacy vector-menu" aria-labelledby="p-namespaces-label" > <h3 id="p-namespaces-label" class="vector-menu-heading " > <span class="vector-menu-heading-label">Namensräume</span> </h3> <div class="vector-menu-content"> <ul class="vector-menu-content-list"> <li id="ca-nstab-main" class="selected mw-list-item"><a href="/wiki/Sisyphusk%C3%BChlung" title="Seiteninhalt anzeigen [c]" accesskey="c"><span>Artikel</span></a></li><li id="ca-talk" class="new mw-list-item"><a href="/w/index.php?title=Diskussion:Sisyphusk%C3%BChlung&action=edit&redlink=1" rel="discussion" class="new" title="Diskussion zum Seiteninhalt (Seite nicht vorhanden) [t]" accesskey="t"><span>Diskussion</span></a></li> </ul> </div> </nav> <nav id="p-variants" class="mw-portlet mw-portlet-variants emptyPortlet vector-menu-dropdown 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