Inhaltszusammenfassung:
Thema dieser Dissertation ist die Beugung und Interferenz von Bose-Einstein-Kondensaten an einem magnetischen Gitterpotential. Das 4 Mikrometer periodische Potential wird durch eine Anordnung paralleler, stromdurchflossener Goldleiterbahnen realisiert, welche mittels lithographischer Prozesse auf der Oberfläche eines Silizium-Chips implementiert wurden. Bringt man Bose-Einstein-Kondensate für kurze Zeit in den Wechselwirkungsbereich dieses Gitterpotentials, so lassen sich Beugungseffekte beobachten, die durch das Auftreten von charakteristischen Beugungsordnungen gekennzeichnet sind. Die experimentellen Daten können durch ein einfaches Modell beschrieben werden, welches die Beugung als Aufprägung einer periodischen Phasenmodulation auf die Kondensatswellenfunktion beschreibt. Numerische Simulationen an einem Supercomputer in England bestätigen diese Theorie.
Da der Beugungsprozess nicht zu einer vollständigen Separation der einzelnen Beugungsordnungen führt, lässt sich die Interferenz zwischen benachbarten Beugungsordnungen beobachten und somit ein Interferometer auf dem Chip realisieren. Die Analyse der Interferenzmuster gibt Aufschluss über die relative Phasenbeziehung zwischen benachbarten Beugungsordnungen. Identische Wiederholungen des Experiments zeigen eine reproduzierbare Phaseninformation und belegen somit die Phasenkohärenz der Teilung des Kondensates am Gitter.
Durch die in dieser Arbeit realisierten Beugungsexperimente gelang somit erstmals die phasenkohärente Manipulation eines Bose-Einstein-Kondensates durch ein mikrostrukturiertes magnetisches Gitter.