Ionen in einer linearen Paulfalle - ArchiMeD

7.7. Verkrzung der Lebensdauer in Ionenketten - Kooperative Effekte? 85
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Zeit [s]
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Abbildung 7.10. Lebensdauermessung an 10 Ionen. Exemplarisch dargestellt ist eine Lebensdauermessung
mit 10 Ionen. Die Spuren stellen die von den Ionen
beobachtete Fluoreszenz dar. Sechs Ionen waren zu Beginn der Messung
im metastabilen Zustand, die brigen wurden lasergekhlt. Die zustzliche
horizontale Linie soll den Zeitpunkt verdeutlichen, zu dem mehrere Ionen
- hier vier - gleichzeitig zerfallen sind.
zwei Atome mit 3-Niveausystem. Die Atome knnen sich ber eine Dipol-Dipol-Wechselwirkung
beeinflussen, wenn ihr Abstand sehr klein ist. Fr die Fluoreszenz der Atome gibt es drei verschiedene
Mglichkeiten: Zwei Atome leuchten (2), ein Atom leuchtet (1) oder kein Atom (0)
leuchtet. Es kann bergnge direkt vom Niveaus 2 zu 0 geben, d.h. einen koinzidenten Zerfall.
Um diese kooperativen Effekten zu untersuchen, kann man die mittlere Zeiten betrachten, fr die
das Fluoreszenzniveau 0,1 oder 2 beobachtet wird. Es wurden Simulationen durchgefhrt und als
Ergebnis zeigt sich ein oszillatorisches Verhalten fr diese Dunkelzeiten der Atome abhngig von
ihrem Abstand r. Schon bei einem Abstand von 5 Wellenlngen ist der Effekt allerdings minimal.
Ein Ergebnis ist in Abb. 7.11 gezeigt. Die Abstnde der Ionen waren in dieser Messung mit
Abbildung 7.11. Kooperative Effekte: Variation der Dunkelzeiten zweier wechselwirkender
Atome. Abb. entnommen aus Beige et al. [20]. Details siehe Text.
10−20µm relativ gro verglichen mit der bergangswellenlnge, whrend die beobachteten Effekte
mit bis zu 20% Reduktion sehr gro waren. Selbst wenn man unterstellt, da der Effekt mit der
Ionenzahl zunimmt, erklrt das nicht das beobachtete Ergebnis.
Es sollte an dieser Stelle bemerkt werden, da es bereits 1986 bei den frhen Beobachtungen
von Quantensprngen durch Siemers et al. [88] eine hnliche Beobachtung gab wie hier. Dort