Feshbach-Resonanz

Eine Feshbach-Resonanz ist ein Phänomen aus der physikalischen Streutheorie, das nach dem amerikanischen Physiker Herman Feshbach benannt ist. Sie tritt auf, wenn sich ein gebundener Zustand (Molekülzustand) zwischen zwei Atomen in einem Streupotential befindet, das energetisch nur wenig oberhalb der Energiesumme der einlaufenden Teilchen liegt. In diesem Falle können die beiden Atome diesen gebundenen Zustand einnehmen. Infolgedessen „spüren“ sie das Potential für längere Zeit und die Änderung ihrer Wellenfunktion nimmt zu. Dadurch ändert sich die Streulänge des Systems.

Feshbach-Resonanzen können künstlich herbeigeführt werden: Im Falle der magnetischen Feshbach-Resonanz bedient man sich des Zeeman-Effektes, um die Streupotentiale so zueinander zu verschieben, dass diese Resonanz auftritt. Bei der optischen Feshbach-Resonanz hingegen koppelt man die Atome mit dem Molekülzustand, indem man Laserlicht mit dem exakten Energieabstand einstrahlt. Mit beiden Methoden lässt sich so die Streulänge nahezu beliebig ändern.

Die Molekülzustände werden normalerweise nicht tatsächlich besetzt: Dies ist unmöglich, da dabei ja Energie gewonnen oder verloren würde. Nur wenn die Energie des Molekülzustandes genau mit der Energiesumme der einlaufenden Atome zusammenfällt, gilt Energieerhaltung und die Atome können Moleküle bilden. Bei einer magnetischen Feshbach-Resonanz kann man diesen Fall künstlich herbeiführen und so gezielt Moleküle erzeugen. Man braucht nur das Magnetfeld so einzustellen, dass sich Moleküle bilden. Dann kann man das Molekülpotential absenken, und die Moleküle bleiben bestehen.