Bonner Physiker stellen neue Lichtquelle her

29.11.2010: (dpa) Bonner Physikern ist es gelungen, eine völlig neue Lichtquelle herzustellen: ein Bose-Einstein-Kondensat aus Photonen. Die Methode eigne sich möglicherweise zur Konstruktion neuartiger laserähnlicher Lichtquellen, die im Röntgenbereich leuchteten, teilte die Universität Bonn mit. Weil ihre Licht kurzwelliger ist als herkömmliche Laser könnte ihr Einsatz auch zum Bau leistungsfähigerer Computerchips führen. Über ihre Forschungen berichten die Physiker in der neuesten Ausgabe der Wissenschaftszeitschrift «Nature».

Eine Bose-Einstein-Kondensat kann etwa mit Rubidium-Atomen hergestellt werden. Wenn man diese Atome sehr stark abkühlt und genügend von ihnen auf kleinem Raum konzentriert, werden sie ununterscheidbar. Sie verhalten sich dann wie ein einziges riesiges Superteilchen. Physiker sprechen dann vom Bose-Einstein-Kondensat.

Dies galt bisher mit Photonen als nicht machbar. Denn wenn Photonen abgekühlt werden, verschwinden sie. Licht zu kühlen und gleichzeitig zu konzentrieren schien also unmöglich. Die Bonner Physiker Jan Klärs, Julian Schmitt, Frank Vewinger und Prof. Martin Weitz haben es dem Bericht zufolge jetzt doch möglich gemacht.

Gegenüber herkömmlichen Lasern hat die neue Lichtquelle einen entscheidenden Vorteil: «Wir können heute keine Laser herstellen, die sehr kurzwelliges Licht erzeugen - also etwa UV- oder Röntgenlicht», erklärt Klärs. «Mit dem photonischen Bose-Einstein-Kondensat sollte das dagegen gehen.» Heute nutzen Chip-Designer Laserlicht, um logische Schaltkreise in ihre Halbleitermaterialien zu gravieren. Wie fein diese Strukturen sein können, wird unter anderem von der Lichtwellenlänge begrenzt. Langwellige Laser eigenen sich für Feinarbeiten weniger gut als kurzwellige. Das sei, als wolle man einen Brief mit einem Malerpinsel unterschreiben, so die Physiker.

Röntgenstrahlung dagegen ist viel kurzwelliger als sichtbares Licht. Mit Röntgenlasern ließen sich daher auf derselben Siliziumfläche erheblich komplexere Schaltkreise unterbringen. Das wiederum würde neue Generationen von Hochleistungschips ermöglichen. Auch bei anderen Anwendungen wie der Spektroskopie oder Photovoltaik könnte nach Ansicht der Experten das Verfahren nützlich sein.