Physikern ist ein lang gesuchtes Ziel der Ultrakalt-Physik gelungen: ein Bose-Einstein-Kondensat (BEC) aus polaren Molekülen. Sie kühlten Natrium-Rubidium-Moleküle mithilfe von Mikrowellenfeldern zur Kondensation, die die Kollisionsverluste unterdrücken, welche diesen Meilenstein jahrzehntelang blockiert hatten.
Das in Nature Physics veröffentlichte Ergebnis stammt von einem Team unter der Leitung von Zhaopeng Shi und Dajun Wang; die Theoretiker Su Yi und Tao Shi gehören zu den Autoren. Die Forscher nutzten eine doppelte Mikrowellenabschirmung, um Natrium-Rubidium-Moleküle im Grundzustand stabil genug für eine hocheffiziente evaporative Kühlung zu halten.
„Ein Bose-Einstein-Kondensat ultrakalter polarer Moleküle zu erzeugen, ist ein seit langem verfolgtes Ziel der Ultrakalt-Physik“, sagte Tao Shi.
Anders als die atomaren BECs, die erstmals in den 1990er Jahren entstanden, interagieren polare Moleküle über starke, langreichweitige dipolare Kräfte, die Forscher einstellen können. Das Team erkundete verschiedene Wechselwirkungsregime und realisierte sowohl die Gasphase als auch die Quantentröpfchen-Phase des molekularen Kondensats – eine Demonstration einstellbarer dipolarer Wechselwirkungen in einem Kondensat.
Die Arbeit eröffnet neue Wege zur Erforschung von Quantenmaterie mit starken dipolaren Wechselwirkungen und zur Quantensimulation langreichweitiger Vielteilchensysteme, etwa für Phänomene wie exotische Suprafluidität. Sie knüpft an jüngste Fortschritte an, darunter das erste molekulare BEC aus Natrium-Cäsium-Molekülen.
