Langsame Teilchen im Vakuum

Optische Laser galten bisher als nicht zu übertreffen, was ihre Genauigkeit an geht. Doch voraussichtlich werden sie schon in naher Zukunft zum alten Eisen gehören - denn in den USA haben Wissenschaftler einen Atomlaser entwickelt.

Die Wissenschaftler unter Leitung des Nobelpreisträgers William Phillips am "National Institute of Standards and Technology" bei Washington sehen die Einsatzgebiete des Gerätes im Bereich der Fertigungstechnik, berichtet das amerikanische Wissenschaftsmagazin "Science" in ihren neuesten Ausgabe. Für militärische Zwecke hingegen sei das neue Präzisionsgerät nicht geeignet.

Während die heute gebräuchlichen optischen Laser Photonen aussenden, werden vom Atomlaser Atome emittiert. Weil er bis zu zehnmal exakter ist als konventionelle Lasersysteme, eigne er sich hervorragend zur Produktion von winzigen Computerchips sowie Mess- und Navigationsgeräten, sagen seine Entwickler.

Wegbereiter der neuen Technik war der Physiker Albert Einstein. Ausgehend von seiner Vermutung, dass Atome einen geordneten Zustand einnehmen und sich fast bis zum absoluten Nullpunkt (-273 Grad Celsius) abkühlen, wenn man ihre Eigenschwingung unterbindet, entwickelten bereits 1995 amerikanische Forscher einen Versuchsaufbau, um Einsteins Theorie zu bestätigen. Mittels eines Magnetfeldes gelang es ihnen, die Beweglichkeit der Atome so weit zu vermindern, dass sie sich gleichartig ausrichteten - die sogenannte Bose-Einstein-Kondensation war geschaffen. Der erste Atomlaser wurde dann vor zwei Jahren am renommierten "Massachusetts Institute of Technology" in Boston entwickelt. Allerdings hatte dieses Modell einen schwerwiegenden Nachteil: Aufgrund der Gravitation fielen die Atome wie Steine senkrecht nach unten.

Dieses Problem haben Phillips und seine Mitarbeiter jetzt gelöst. Den Forschern ist es gelungen, die Atome mit einem Laserstrahl auf eine Geschwindigkeit von fünf Zentimetern pro Sekunde zu beschleunigen - schnell genug, um ein Abtropfen der Teilchen zu verhindern und den Strahl in jede beliebige Richtung lenken zu können. Anders als ein herkömmlicher Laser, kann das neue Hightechgerät aber nur in einem Vakuum betrieben werden. Sonst würden die Atome in der Luft mit denen des Atomlasers kollidieren und eine Ablenkung des Strahls wäre die Folge.

Weil der Atomstrahl nicht einmal so dick wie ein Haar ist, scheinen die Einsatzmöglichkeiten in Bereichen, in denen höchste Präzision gefragt ist, nahezu unbegrenzt. Dass sich die neue Technologie ausgerechnet für die Rüstungsindustrie nicht eignen soll, ist deshalb kaum vorstellbar.