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Routes to Bose-Einstein Condensation at Room Temperature

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Quantenphysik soll High-Tech-Geräte voranbringen

Der Begriff "Bose-Einstein-Kondensation" (BEK) bezeichnet das bis jetzt niedrigstmögliche Energieniveau, das Materie bei extrem niedrigen Temperaturen erreichen kann. Eine europäische Initiative hat gezeigt, dass dieses Phänomen bei der Entwicklung neuer Materialien genutzt werden kann, die in vielen Geräten zum Einsatz kommen.

Energie

In der Quantenphysik konnte nachgewiesen werden, dass die Bose-Einstein-Kondensation schon bei höheren Temperaturen als dem absoluten Nullpunkt eintritt. Dies führte dazu, dass die Phänomene der Bose-Einstein-Kondensation auf experimenteller und theoretischer Ebene weiter untersucht und potenzielle Anwendungsbereiche erforscht wurden. Bei der Entwicklung von High-Tech-Geräten wie Polaritonenlaser für CD- und DVD-Player und Laserdruckern kann man sich die Bose-Einstein-Kondensation ebenso zunutze machen wie bei der Fertigung neuer mikroelektronischer Komponenten auf Kohlenstoff- und Oxidbasis für Arbeitsspeicher (RAM) und Zentraleinheit (CPU) von Computern. Das Hauptziel des EU-finanzierten Projekts "Routes to Bose-Einstein Condensation at Room Temperature" (Robocon) ist es, die Möglichkeiten der praktischen Umsetzung von quantenphysikalischen Phänomenen wie der Bose-Einstein-Kondensation in verschiedenen Systemen zu untersuchen. Dabei lag der Forschungsschwerpunkt auf kohlenstoffbasierten Strukturen wie Graphit, Nanoröhren und Oxiden dicht am Metall-Isolator-Übergang. Außerdem wurden die Exziton-Polariton-Anregungen in Halbleitern untersucht. Unter Einwirkung ultrastarker Magnetfelder wurden Supraleitfähigkeit und Bose-Einstein-Kondensation sowie verschiedene Transporteigenschaften von Graphit erforscht. Keramiken mit einer tetragonalen Wolframbronze-Struktur sowie Überzügen aus Wolfram-(WO) bzw. Zinkoxid (ZnO) wurden untersucht und zeigten Anzeichen dafür, dass die Bose-Einstein-Kondensation bei Raumtemperatur auftreten könnte. Bisher liegt einer der Haupterfolge des Projekts darin, dass es bei Polaritonen – halb aus Materie und halb aus Licht bestehenden Teilchen – Anzeichen dafür gibt, dass die Bose-Einstein-Kondensation bei Raumtemperatur auftritt. Die Ergebnisse des Robocon-Projekts eröffnen neue Anwendungsmöglichkeiten des quantenphysikalischen Phänomens der Bose-Einstein-Kondensation in der Werkstoffwissenschaft. Die praktische Nutzung der Projektergebnisse wird die Entwicklung vieler technischer Geräte sicher weiter voranbringen.

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