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Atome in Mikrogravitation

Öffentlicher Vortrag im Rahmen der „Physik die Wissen schafft“ 2017
June 22, 2017; Christoph Pitzal

Wie misst man eigentlich Gravitation? – na mit einem Gravimeter, ganz einfach. Doch wie funktioniert so ein Gerät?


Man könnte einfach einen Gegenstand fallen lassen und aus der Zeit, die er zum Zurücklegen einer fest definierten Strecke benötigt, die Beschleunigung ausrechnen. PrismaNur leider ist eine solche Methode sehr ungenau. Prof. Dr. Ernst Maria Rasel aus Hannover nutzt eine Methode, die schon lange für ihre Genauigkeit berühmt ist. Er misst Gravitation über Interferometrie, aber nicht mit Licht sondern mit Materiewelleninterferometrie.
Dazu gab er den über 300 Zuhörern im Saal eine kurze Einführung in die Welt der Materie, angefangen beim Idealen Gas Gesetzt, über den Impuls eines Teilchens bis hin zum Welle-Teilchen-Dualismus und Materiewellen. Anschließend erklärte er den Aufbau seines Experiments und die Methoden, mit denen er die Genauigkeit weiter erhöhen will. So wird das Experiment nur in Schwerelosigkeit durchgeführt und ein im Experiment enthaltenes Bose-Einstein-Kondensat muss immer weiter abgekühlt werden, um die Auflösung zu erhöhen. Um die Schwerelosigkeit herzustellen, nutzt er den 146 m hohen Fallturm in Bremen, der Fallzeiten von bis zu 9 Sekunden erlaubt. PrismaUnd Anfang diesen Jahres startete eine Forschungsrakete in Schweden mit dem Experiment an Bord, die Schwerelosigkeit für 6 min möglich macht. Die eindrucksvollen Videos des Starts waren während des Vortrags zu sehen. Das vorläufige Ziel, so Rasel, sei das Experiment auf die ISS zu bringen. Doch dazu müssen noch diverse Verbesserungen vorgenommen werden und das Experiment muss noch deutlich kompakter werden.
Mit dieser Methode eröffnen sich neue Wege um z.B. die Herkunft und die Natur der dunklen Materie und Energie zu erforschen oder um Gravitationswellen besser zu detektieren.
Nach dem Vortrag gab es diverse Experimente zum Ausprobieren, passend zum Vortrag. Es bot sich auch die Gelegenheit mit dem Referenten bei Brezeln und Getränken noch einige Punkte auszudiskutieren oder zu vertiefen.

Fotos Benedict Krautheim