Benutzer:Kein Einstein/Magnetfalle
In einer Magnetfalle können kleine Teilchen in ihrem Aufenthaltsbereich eingeschränkt, sozusagen „festgehalten“, werden.
Die verschiedenen Bauformen unterscheiden sich in der Art der einschließenden Kraft und dem Verlauf des Feldes in der Nähe des Fallenzentrums.
Grundprinzip
In einer Magnetfalle werden durch den Zeeman-Effekt die Energieniveaus spinpolarisierter Atome in einem inhomogenen Magnetfeld verändert. Dagegen gibt es eine Vielzahl verschiedener Ionenfallen, bei denen auch elektrische Felder genutzt werden. Häufig verwendet wird die Paul-Falle, bei dem ein Quadrupolfeld zeitlich variiert, oder die Penning-Falle, bei welcher eine Kombination von zeitlich konstantem elektrischem und Magnetfeld verwendet wird. In einer Electron Beam Ion Trap wird zum Beispiel ein stark fokussierter Elektronenstrahl in Kombination mit statischen elektrischen Feldern verwendet.
In optischen Dipolfallen wird durch die unterschiedliche Lichtverschiebung der Energieniveaus in einem inhomogenen nichtresonanten Lichtfeld genutzt.
Bauformen
- In der Quadrupolfalle wird ein magnetostatisches Quadrupolfeld erzeugt. 1985 wurden gekühlte Natrium-Atome damit gespeichert. Die Tatsache, dass das Magnetfeld im Zentrum der Falle die Flussdichte Null hat, führt zu Majorana-Verlusten, eine längere Speicherung ist unmöglich.
- Die Ioffe-Pritchard-Falle wurde entwickelt zur Speicherung eines Plasmas. 1983 wurde von David Pritchard die Weiterentwicklung zur Speicherung neutraler Atome vorgestellt.
