Ultrakalte Atome in miniaturisierten Fallen eröffnen faszinierende Möglichkeiten, atomare Materiewellen zu manipulieren und Atome mit Festkörperoberflächen gezielt in Wechselwirkung zu bringen. In enger Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe von J. Fortágh entwickeln und nutzen wir kryogen gekühlte Mikrofallen für die kohärente Manipulation von ultrakalten Atomen und Bose-Einstein-Kondensaten (BECs) und für die Untersuchung von Kopplungsmechanismen zwischen Atomen und Supraleitern.

Neben der Klärung grundlegender Fragen untersuchen wir insbesondere die Kopplung zwischen ultrakalten Atomen und supraleitenden Bauelementen (Resonatoren, supraleitende Ringe, Josephson-Kontakte und SQUIDs). Dies soll in die Konstruktion von gekoppelten Hybridquantensystemen bestehend aus BECs und supraleitenden Bauelementen im Quantenregime münden, und z.B. die Realisierung neuartiger ultragenauer Messgeräte ermöglichen.

Weitere Informationen finden sich auf der Projektseite der Arbeitsgruppe Fortágh.

C. Zimmermann, J. Fortágh, D. Kölle. Bose-Einstein-Kondensate am Chip. In Themenheft Forschung "Quantenmaterie" No.5, S.58, Univ. Stuttgart (2008)

H. Hattermann, D. Bothner, L. Y. Ley, B. Ferdinand, D. Wiedmaier, L. Sárkány, R. Kleiner, D. Koelle, J. Fortágh. Coupling ultracold atoms to a superconducting coplanar waveguide resonator. Nature Commun. 8, 2254 (2017)

D. Bothner, D. Wiedmaier, B. Ferdinand, R. Kleiner, D. Koelle. Improved superconducting resonators in magnetic fields by reduced field focussing and engineered flux screening. Phys. Rev. Applied 8, 034025 (2017)

P. Weiss, M. Knufinke, S. Bernon, D. Bothner, L. Sárkány, C. Zimmermann, R. Kleiner, D. Koelle, J. Fortágh, H. Hattermann. Sensitivity of ultracold atoms to quantized flux in a superconducting ring. Phys. Rev. Lett. 114, 113003 (2015)

F. Jessen, M. Knufinke, S. C. Bell, P. Vergien, H. Hattermann, P. Weiss, M. Rudolph, M. Reinschmidt, K. Meyer, T. Gaber, D. Cano, A. Guenther, S. Bernon, D. Koelle, R. Kleiner, J. Fortágh. Trapping of ultra cold atoms in a ³He/⁴He dilution refrigerator. Appl. Phys. B 116, 665-671 (2014)

D. Bothner, M. Knufinke, H. Hattermann, R. Wölbing, B. Ferdinand, P. Weiss, S. Bernon, J. Fortágh, D. Koelle, R. Kleiner. Inductively coupled superconducting half wavelength resonators as persistent current traps for ultracold atoms. New J. Phys. 15, 093024 (2013)

S. Bernon, H. Hattermann, D. Bothner, M. Knufinke, P. Weiss, F. Jessen, D. Cano, M. Kemmler, R. Kleiner, D. Koelle, J. Fortágh. Manipulation and coherence of ultra-cold atoms on a superconducting atom-chip. Nature Commun. 4, 2380 (2013)

D. Bothner, T. Gaber, M. Kemmler, D. Koelle, R. Kleiner, S. Wünsch, M. Siegel. Magnetic hysteresis effects in superconducting coplanar microwave resonators. Phys. Rev. B 86, 014517 (2012)

D. Bothner, C. Clauss, E. Koroknay, M. Kemmler, T. Gaber, M. Jetter, M. Scheffler, P. Michler, M. Dressel, D. Koelle, R. Kleiner. Reducing vortex losses in superconducting microwave resonators with microsphere patterned antidot arrays. Appl. Phys. Lett. 100, 012601 (2012)

D. Cano, H. Hattermann, B. Kasch, C. Zimmermann, R. Kleiner, D. Koelle, J. Fortágh. Experimental system for research on ultracold atomic gases near superconducting microstructures. Eur. Phys. J. D 63, 17 (2011)

D. Bothner, T. Gaber, M. Kemmler, D. Koelle, R. Kleiner. Improving the performance of superconducting microwave resonators in magnetic fields. Appl. Phys. Lett. 98, 102504 (2011)

B. Kasch, H. Hattermann, D. Cano, T. E. Judd, S. Scheel, C. Zimmermann, R. Kleiner, D. Koelle, J. Fortágh. Cold atoms near superconductors: Atomic spin coherence beyond the Johnson noise limit. New J. Phys. 12, 065024 (2010)

D. Cano, B. Kasch, H. Hattermann, R. Kleiner, C. Zimmermann, D. Koelle, J. Fortágh. Meissner Effect in Superconducting Microtraps. Phys. Rev. Lett. 101, 183006 (2008)

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