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12. Mai 2021, 20:25:12
Raumcon
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Autor Thema: Wie erzeugt man die Energie für ein Bose-Einstein-Kondensat im Weltraum?  (Gelesen 881 mal)

Offline Madscientist

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Hallo

In euren News las ich einen Bericht, dass man ein Bose-Einstein-Kondensat (BEK) im Weltraum untersucht hat.

Ich arbeite hier auf der Erde in einem Physik Labor, wo wir mit einem Helium Mischkryostaten Halbleiter Proben auf ein paar Millikelvin abkühlen.
Das Gerät ist groß und braucht jede menge Strom. Das bekommt man unmöglich in eine Rakete. Und wir haben hier nichts mit Lasern.
Ich habe mal ein Labor auf der Erde für ein BEK gesehen, das füllte einen ganzen Raum und die Technik dazu (Computer, Stromversorgung) füllte mehrere andere Räume.

- Wie in aller Welt hat man es geschafft die ganze Technik in eine Rakete zu bekommen und dabei genügend Saft für Kühlung und Experimente zu bekommen?
- Bei allem was mit Quantenphysik zu tun hat fallen gigantische Datenmengen an. Allerdings dürfte die Bandbreite vom Erdnahen Weltraum viel größer sein als wenn mann Bilder vom Mars haben will.
- Quentensysteme reagieren sehr empfindlich auf äußere Einflüsse. Beim Start einer Rakete wird man ja sehr durchgeschüttelt. (Wurde mir gesagt, ich habe keine eigene Erfahrung darin) Wie kann irgentein Quantensystem das überstehen?

Das ist sehr faszinierend und ich hätte gerne ein paar mehr Infos dazu.
Ich lese öfters hier und schaue mir auch sonst häufig Nachrichten aus der Wissenschaft an, aber das ist bis heute an mir vorbei gegangen.

Offline Schillrich

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Kurze Antwort: man kühlt/bremst die (wenigen) Atome im Experiment mit einer Laserfalle. Sie werden mit Lasern beschossen, uns werden durch den Impuls der absorbierten Photonen "in Gegenrichtung" gebremst. Wenn sie selbst dann angeregt wieder Photonen emmittieren, gehen diese dann in "alle Richtungen", sodass die Atome Impulse in viele Richtungen bekommen können. Die Bremsung hat also eine Vorzugsrichtung, in der auf jeden Fall die Atome langsamer werden. In der Summe beschießt man die Atome aus "allen" Raumrichtungen, zumindest von "rundherum", so dass sie aus jeder Richtung, in die sie sich bewegen wollen, gebremst werden.
\\   //    Grüße
 \\ ///    Daniel

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Offline Madscientist

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Wie die Technik im Prinzip funktioniert ist mir klar.

Meine Frage ist wie man das alles in eine Rakete bekommt und genug Energie dafür erzeugt.
Alle Laser Kühlungen von denen ich auf der Erde gehört habe füllen große Räume und brauchen Unmengen Strom.
Platz und Energie sind Sachen, von denen man im Weltraum normalerweise nicht sehr viel hat.

Online Busmaster

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Hallo,

es gibt Beschreibungen für die Experimente. Es ist ein Rack auf der ISS:
https://physicsworld.com/a/bose-einstein-condensate-is-made-onboard-the-international-space-station/

Der Nature Artikel ist für Normalbürger kostenpflichtig, über eine Hochschule usw. sollte es gehen.
https://www.nature.com/articles/s41586-020-2346-1

Offline Major_Tom

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Es gibt auch einen Wikipedia-Eintrag zum CAL:  https://en.wikipedia.org/wiki/Cold_Atom_Laboratory
mit weitere Links z.B.  https://www.nasa.gov/mission_pages/station/research/news/cold_atom_lab

Über den Energiebedarf etc. habe ich aber dort auch nichts gefunden.

Offline Madscientist

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Danke
Ich hatte wohl ein paar sachen falsch verstanden.

- Es war an Bord der ISS, nicht in einer Rakete. Das sollten bessere Bedingungen für empfindliche Experimente sein.
- Im Weltraum hat man keine Schwerkraft, deshalb reichen schwächere Magnetfelder.
(Man muss das gas mit Magneten in der Mitte der Kammer halten. Wenn es Wände berührt ist es kein Gas mehr und man kommt nicht auf sehr kalte Temperaturen. Auf der Erde bewegt sich das Gas immer in eine Richtung (unten) und das Magnetfeld muss dagegen arbeiten)
- Das BEK existiert nur ca. eine Sekunde in der expandierenden Wolke wenn man das Feld ausschaltet (immer noch länger als die meisten Versuche auf der Erde)

Vor meinem Geistigen Auge habe ich wohl auch Versuche zum BEK mit Versuchen zur Kernfusion verwechselt. Bei Kernfusion mittels Lasern braucht man große hallen und riesige Laser.

Offline Rücksturz

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Ich verstehe eigentlich fast nichts aus diesem Text  ;D, aber es war nicht auf der ISS sondern in einer suborbitalen Rakete:

"Ultrakalte Atominterferometrie im Weltraum

Forschungsteam veröffentlicht weitere Ergebnisse der MAIUS-1 Raketenmission. Anwendungen in Grundlagenphysik, Navigation und Erdbeobachtung. Eine Presseinformation der Leibniz Universität Hannover."



Absorptionsaufnahme der Atomwolke an einem Ausgang des Interferometers. Zwei streifenförmige Modulationen sind erkennbar wodurch sich ein kariertes Muster in der Dichteverteilung zeigt. Die eine Struktur entsteht durch die Interferenzen der Teilwellen, die andere durch eine Phasenaufprägung.
(Bild: Lachmann/IQO)


Weiter in der Presseinformation der Uni Hannover:
https://www.raumfahrer.net/news/astronomie/27022021083049.shtml

Viele Grüße
Rücksturz
Die Gedanken sind frei! Doch bedenke beim Schreiben, es könnte gelesen werden.

Offline Rücksturz

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Und zum gleichen Thema, diesmal von der Uni Mainz:

"Erstmals Atominterferometer im Weltraum demonstriert

Publikation zur Atominterferometrie auf einer Forschungsrakete veröffentlicht – Weitere Raketenmissionen sollen folgen. Eine Pressemitteilung der Johannes Gutenberg-Universität Mainz."



Die Nutzlast der Höhenforschungsrakete in der Integrationshalle der European Space and Sounding Rocket Range (Esrange) in Schweden.
(Bild: André Wenzlawski, JGU)


Weiter in der Pressemitteilung der Uni Mainz:
https://www.raumfahrer.net/news/astronomie/25032021174713.shtml

Viele Grüße
Rücksturz
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