Innsbrucker Physikern ist es erstmals gelungen, ein Bose-Einstein-Kondensat (BEC) aus dem Element Erbium zu erzeugen. Bei der Herstellung dieses exotischen Materiezustands, der bei sehr tiefen Temperaturen auftreten kann, sind sie damit weltweit Spitzenreiter. Von den 13 Elementen, die bisher solcherart kondensiert werden konnten, wurden gleich drei in den Innsbrucker Labors erstmals hergestellt. Die aktuelle Arbeit von Francesca Ferlaino und ihrem Team wurde nun in den Physical Review Letters veröffentlicht.

Kühlt man Bosonen, also Atome, die sich aus einer geraden Zahl von Protonen, Neutronen und Elektronen zusammensetzen, auf Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt, nehmen sie den Zustand mit der geringstmöglichen Energie ein, sie bilden ein Bose-Einstein-Kondensat. In einem solchen Zustand haben die Teilchen ihre Individualität völlig verloren und schwingen im gleichen Takt - so wie Lichtteilchen in einem Laser im Gleichschritt schwingen.

Ein Bose-Einstein-Kondensat wird als eigener Zustand der Materie - neben gasförmig, fest oder flüssig - angesehen, seine erstmalige Erzeugung im Jahr 1995 durch Eric Cornell, Wolfgang Ketterle und Carl Wieman wurde 2001 mit dem Nobelpreis gewürdigt. "Keine andere Gruppe weltweit hat auch nur zwei Erstkondensationen, wir haben nun sogar drei geschafft", jubelt Rudolf Grimm vom Institut für Experimentalphysik der Universität Innsbruck. Ihm und seinem Team gelang es 2002 erstmals, Cäsium zu kondensieren, 2009 folgte Florian Schreck mit dem ersten BEC aus Strontium.

Nun konnte Ferlaino, die 2009 mit dem österreichischen Start-Preis und 2010 mit einem Starting Grant des Europäischen Forschungsrats (ERC) ausgezeichnet wurde, ein Kondensat von Erbium herzustellen. Sie hat in Zusammenarbeit mit Grimm einen einfachen Weg gefunden, dieses komplexe Element mithilfe von Laserkühlung und Verdampfungskühlung extrem stark abzukühlen.

Dank seiner besonderen Eigenschaften - Erbium ist vergleichsweise schwer und besitzt einen stark magnetischen Charakter - sehen die Forscher neue Möglichkeiten zur Untersuchung fundamentaler Probleme der Quantenphysik. (APA, pi/ DER STANDARD, 23.5.2012)