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Die MAIUS-2-Mission hatte das Ziel, Experimente mit extrem kalten Quantengasen aus Rubidium und Kalium unter Schwerelosigkeit durchzuführen. Um dies zu erreichen, wurden moderne Laserkühlungstechniken eingesetzt, um die Atome auf Temperaturen von nur wenigen hundert Nanokelvin über dem absoluten Nullpunkt abzukühlen. Durch diese Prozedur nehmen die Atome in der ultra-kalten Gaswolke einen gemeinsamen quantenmechanischen Zustand ein, was zur Bildung eines sogenannten Bose-Einstein-Kondensats führt. Die Erzeugung und Kontrolle dieser Quantenzust?nde erfordern zwar einen hohen technologischen Aufwand, bieten jedoch einzigartige Forschungsm?glichkeiten.

Bereits im Jahr 2017 konnte das MAIUS-1-Projekt ein Bose-Einstein-Kondensat aus Rubidium-Atomen im Weltraum erzeugen. Die experimentelle Apparatur wurde damals als eine der komplexesten Nutzlasten bezeichnet, die je auf einer H?henforschungsrakete geflogen ist. Mit der neu entwickelten MAIUS-2-Nutzlast sollten nun vorbereitende Experimente zur Atominterferometrie mit zwei atomaren Spezies (Rubidium und Kalium) durchgeführt werden. Die Herausforderung bestand darin, die doppelte Anzahl von Lasern und der entsprechenden Elektronik in die Nutzlast zu integrieren, da zur Kühlung und Detektion der beiden Atomsorten jeweils Laserlicht unterschiedlicher Wellenl?ngen verwendet wird. Dabei durften Masse und Volumen der Nutzlast nicht die Ma?e des Vorg?ngers überschreiten, um die zul?ssige Masse des Bergungssystems nicht zu erh?hen und die Flugzeit nicht zu verkürzen.

Forschende der HU an Entwicklung des hochkomplexen Lasersystems?beteiligt

?MAIUS-2 ist das komplexeste Experiment, das wir bisher auf einer H?henforschungsrakete durchgeführt haben. Wir konnten nachweisen, dass die immer weiter miniaturisierte Technologie prinzipiell im Weltraum funktioniert“, erkl?rt Dr. Rebekka Grellmann, MAIUS-Projektleiterin der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR.

Die an der MAIUS-2-Mission beteiligten Wissenschaftler der Humboldt-Universit?t zu Berlin waren für die Entwicklung des hochkomplexen Lasersystems – dem wohl komplexesten Lasersystem, das bisher im Weltraum eingesetzt wurde – verantwortlich, dessen Entwicklung und Realisierung in Zusammenarbeit mit dem Ferdinand-Braun-Institut (FBH) und der Johannes Gutenberg-Universit?t Mainz (JGU) durchgeführt wurde.

Die MAIUS-2-Mission demonstriert nicht nur, dass hochkomplexe quantenoptische Experimente mit ultrakalten Atomen im Weltraum durchgeführt werden k?nnen – wodurch der Weg für weitere Missionen zur Grundlagenforschung aber auch für Anwendungen zur Erdbeobachtung und Navigation geebnet wurde. Sie gibt den Wissenschaftlern der Humboldt-Universit?t zu Berlin auch die M?glichkeit, ihre Lasersystemtechnik unter realen 金贝棋牌sbedingungen zu testen und aus den Ergebnissen für die bereits geplanten weiteren Missionen, wie das amerikanisch-deutsche Bose Einstein Condensate and Cold Atom Laboratory (BECCAL), zu lernen.

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