Atome/Teilchen im Grundzustand, kollektive Anregung?

Nickname · Anmeldungsdatum: 30.12.2012 Beiträge: 33

Meine Frage:
Hallo,

ich hätte eine Verständnisfrage.

Bei Zimmertemperatur tritt in Atomgittern Energie- und Impulsaustausch auf.
Kühlt man nun dieses System auf knapp über den absoluten Nullpunkt, dann ist dieses System im Grundzustand und damit auf energetisch niedrigstem Niveau, und die Teilchen idealerweise ohne Impulsaustausch. (Ich hoffe, bis hierher noch keine groben Fehler gemacht zu haben.)

Tritt dabei nun eine Änderung des Zustandes durch Teilchen-Verschränkung ein (also geordnete Bewegung im ?selben Rhythmus?, wie z.B. in Bose-Einstein-Kondensaten), dann verhält sich dieses System wie ein großes Ganzes, wie ein Superatom mit entsprechender Überlagerung (Superposition) der Einzelwellenfunktionen.

Meine Ideen:
Wäre es jetzt möglich, durch geeignete Zufuhr von Energie (z.B. mittels Mikrowellen oder Laser?) eine Anregung dieses Systems auf eine evtl. existierende Eigenfrequenz des Atomgitters (bei einem Festkörper) zu erreichen, und wäre dies dann auch zeitlich stabil oder instabil (also äußerst kurzlebig)?
Ich meine damit nicht die Phononen, sondern quasi eine Gitterschwingung "im Ganzen" (monolithisch, "en bloc" sozusagen), also kollektive Anregung.

Oder zerfällt bei einer solchen Anregung das ganze System wieder in "Unordnung" wie bei höherer Temperatur mit Energie- und Impulsaustausch zwischen den Atomen/Teilchen?

Chillosaurus · Anmeldungsdatum: 07.08.2010 Beiträge: 2440

Wenn das System isoliert ist, kann man es so aufheizen.
Befindet sich das System in einem Kältebad, wird es die zugeführte Energie wieder emittieren und dann den Grundzustand annehmen.

Nickname · Anmeldungsdatum: 30.12.2012 Beiträge: 33

Vielen Dank für die Antwort.

Bei einem isolierten System (also ohne Kontakt zur Umgebung, wie in einem Vakuum, vermute ich) könnte man also dieses System von "im Gleichschritt getakteten" Atomen/Teilchen in "größere Schwingung" versetzen, ist das so richtig?
Und dabei bleibt dann die Verschränkung erhalten mit der entsprechenden Superposition der Einzelwellenfunktion? Das heißt multipliziert mit der Teilchenanzahl (bei Bosonen)?

Und falls das System im Kältebad sich befindet:

Bei Wikipedia unter "Kältemischung" nachgeschaut, müsste man verflüssigte Gase (vermutlich flüssiges Helium z.B.) verwenden, um auf wenige Kelvin über der absoluten Temp. das "System" abzukühlen.

Angewendet auf einen Supraleiter wie z.B. Niob (Sprungtemperatur 9,25 K wie bei Wikipedia unter "Supraleiter" erwähnt), wäre dann das metallische Niob praktisch direkt umgeben von dem Helium. Das bedeutet dann, dass eine hierbei zugeführte Energie (wieder z.B. mittels Mikrowellen oder Laser, wobei mit Laser das wahrscheinlich technisch nicht umsetzbar wäre?) vom Niob emittiert werden würde (wahrscheinlich an das Helium abgegeben?). Ist das so richtig?