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Image for: Kosmologie im Labor mit lasergekühlten Ionen (aktuell in Nat. Commun.)

Beispiel einer Symmetriebrechung Die Abbildung zeigt mit einer EMCCD-Kamera (Elektronenvervielfachte-CCD-Kamera) aufgenommene Ytterbium-Ionen in einem Ionen-Coulomb-Kristall. Die ionisierten Atome fluoreszieren im Laserlicht, der Abstand zwischen den Ionen beträgt ca. 10-20 µm. (a) Radiale Symmetrie: Bei starkem radialen Falleneinschluss reihen sich die ionisierten Atome wie in einer Perlenkette auf. Das von den positiv geladenen Teilchen gefühlte radiale Potential ist links unten dargestellt. (b) Spiegelsymmetrie: Wird die Stärke des radialen Einschlusses verändert, entsteht die Freiheit einander auszuweichen, und der Kristall nimmt eine neue, energetisch günstigere Struktur an. Dabei stehen nun zwei energetisch gleichwertige Konfigurationen zur Wahl. Bereiche, die nicht kommunizieren, „entscheiden sich“ unabhängig für eine neue Ausrichtung. Dort wo zwei Bereiche zusammenstoßen, die unterschiedliche Ausrichtungen gewählt haben, entstehen topologische Defekte.
Beispiel einer Symmetriebrechung Die Abbildung zeigt mit einer EMCCD-Kamera (Elektronenvervielfachte-CCD-Kamera) aufgenommene Ytterbium-Ionen in einem Ionen-Coulomb-Kristall. Die ionisierten Atome fluoreszieren im Laserlicht, der Abstand zwischen den Ionen beträgt ca. 10-20 µm. (a) Radiale Symmetrie: Bei starkem radialen Falleneinschluss reihen sich die ionisierten Atome wie in einer Perlenkette auf. Das von den positiv geladenen Teilchen gefühlte radiale Potential ist links unten dargestellt. (b) Spiegelsymmetrie: Wird die Stärke des radialen Einschlusses verändert, entsteht die Freiheit einander auszuweichen, und der Kristall nimmt eine neue, energetisch günstigere Struktur an. Dabei stehen nun zwei energetisch gleichwertige Konfigurationen zur Wahl. Bereiche, die nicht kommunizieren, „entscheiden sich“ unabhängig für eine neue Ausrichtung. Dort wo zwei Bereiche zusammenstoßen, die unterschiedliche Ausrichtungen gewählt haben, entstehen topologische Defekte.

Source: Abb.: PTB

(676 KB, 3112 x 2009 pixels)

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