Stability and collapse dynamics of dipolar Bose-Einstein condensates in one-dimensional optical lattices

Abstract

The subject of this thesis is the experimental investigation of a dipolar 52-Chromium Bose-Einstein condensate (BEC) in a one-dimensional optical lattice potential. At first, the influence of the periodic landscape on the stability of the quantum gas is investigated. Based on these measurements, the collapse dynamics of the system, i.e. its time evolution after passing the threshold to the unstable regime, is observed and analyzed. Both the investigations aim to contribute to the basic understanding of dipolar quantum gases. In addition, they may provide a basis for further experiments with dipolar BECs in optical lattices. Amongst others, the observation of self-organized density structures is one of the biggest goals in this field of research.

Gegenstand dieser Arbeit ist die experimentelle Untersuchung eines dipolaren Bose-Einstein-Kondensates (BEK) mit Chromatomen in einem eindimensionalen optischen Gitterpotential. Zunächst wird der Einfluss der periodischen Potentiallandschaft auf die wechselwirkungsabhängige Stabilität des dipolaren Quantengases untersucht. Aufbauend auf diese Messung wird die Kollapsdynamik des Systems, also dessen Zeitentwicklung wenn die Grenze vom stabilen zum instabilen Bereich plötzlich überschritten wird, beobachtet und analysiert. Mit den beiden Untersuchungen wird ein Beitrag zum allgemeinen Verständnis von dipolaren Quantengasen angestrebt. Die Studien bilden zudem eine Grundlage für zukünftige Experimente mit dipolaren BEKs in optischen Gittern. Hier stellt die Beobachtung von selbstorganisierten Dichtestrukturen ein großes Ziel dieses Forschungsbereiches dar.