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Michael Köhl

• Die vorliegende Diplomarbeit beschreibt den Aufbau und erste Anwendungen einer neuartigen Technik zur Manipulation von Fallenpotentialen für Bose-Einstein-Kondensate. Das Dipolpotential, das ein gegen die atomare Resonanz verstimmter Laserstrahl auf die Atome ausübt, wird hierzu genutzt. Es wurde eine Apparatur aufgebaut, mit der sehr schnelle räumliche Bewegung und gleichzeitige Intensitätsänderung von Laserstrahlen erzielt wird. Durch schnelles Scannen des Laserstrahls in x- und y-Richtung und gleichzeitige Modulation seiner Intensität werden beliebige zeitgemittelte Potentiale erzeugt. Diese Potentiale wurden sowohl als räumliche und/oder zeitliche Modifikation herkömmlicher Magnetfallenpotentiale als auch als eigenständige Fallen mit neuartiger Geometrie verwendet. Mit diesem Aufbau wurden Experimente an Bose-Einstein-Kondensaten durchgeführt, bei denen die große räumliche und zeitliche Auflösung genutzt wurden. Die Speicherung von Atomen in zeitgemittelten, rotverstimmten optischen Fallen verschiedener Geometrie wurde demonstriert und eine durch das Scannen hervorgerufene Aufheizung der Probe wurde gefunden und untersucht. Dies ist die erstmalige Speicherung von Bose- Einstein-Kondensaten in zeitgemittelten Dipolfallen, deren Gestalt im Prinzip frei wählbar ist. Außerdem wurden kollektive Anregungen eines Bose-Einstein-Kondensats in einer Magnetfalle untersucht, die durch zeitgemittelte optische Potentiale induziert wurden. Der Schwerpunkt dieser Untersuchung waren insbesondere Moden mit hohem Drehimpuls, die in rein magnetischen Fallenpotentialen zuvor nicht angeregt worden waren. Bisherige Limitation von Gleichstrommagnetfallen, in denen nur zylindersymmetrische Moden angeregt werden konnten, wurden durch die Verwendung zeitgemittelten optischen Potentialen zusätzlich zum Magnetfallenpotential umgangen. In einem dritten Experiment konnte der suprafluide Charakter eines Bose-Einstein-Kondensats studiert werden. Die kritische Geschwindigkeit für die Bewegung eines Fremdobjektes duch das Kondensat wurde erstmals gemessen. Als Fremdobjekt diente ein gegen die atomare Resonanz blauverstimmter Laserstrahl, der auf die Atome ein repulsives Potential ausübt.