Atomphysik

Mit „Atomphysik“ von Christopher Foot liegt die deutsche Übersetzung eines Buchs vor, das nach eigenen Angaben als „Begleitlektüre zur Grundvorlesung über Atomphysik gedacht“ ist. Der Schwerpunkt des Buchs liegt allerdings nicht auf der „klassischen“ Atomphysik, sondern auf moderneren Themen.

Die ersten sechs Kapitel des Buchs behandeln die grundlegenden Konzepte der Atomphysik: Beginnend mit einem kurzen geschichtlichen Abriss (Kap. 1), werden dann die einfachen Atome (Wasserstoff, Helium, Alkalimetalle, Kap. 2 bis 4) behandelt, gefolgt von Kopplungsschemata, Hyperfeinstruktur und Isotopieverschiebung (Kap. 5 und 6).

Die nächsten beiden Kapitel behandeln die kohärente Wechselwirkung von Licht mit Zwei-Niveau-Atomen, dann folgt ein Kapitel über die Doppler-freie Laserspektroskopie. Weitere Kapitel befassen sich mit moderner Atomphysik und besprechen Kühlverfahren und Fallen für Atome, gefolgt von einer Diskussion der Bose-Einstein-Kondensation von harmonisch gefangenen Atomen. Foot gibt eine kurze Einführung in Atominterferometrie (Kap. 11) und einen gelungenen Einblick in die Physik der Ionenfallen (Kap. 12). Das abschließende Kapitel über Quanteninformation ist aufgrund seiner Kürze nicht sonderlich hilfreich.

Durch die subjektive (und lückenhafte) Themenauswahl ist es zweifelhaft, ob das Buch als allgemeine Begleitlektüre für einen grundständigen Kurs geeignet ist. So sucht man z. B. vergeblich eine Behandlung des Stark-Effekts (während der AC-Stark-Effekt erläutert wird) und des Periodensystems der Elemente, der Paschen-Back-Effekt wird nur in den Übungsaufgaben behandelt. Obwohl der zweite Teil des Buches zum großen Teil der Licht-Materie-Wechselwirkung gewidmet ist, sucht man auch vergeblich eine kurze Darstellung zur Physik des Lasers. Hier, wie an anderen Stellen auch, werden fortgeschrittene Kenntnisse als bekannt vorausgesetzt. In den grundlegenden Kapiteln gibt es immer wieder Vorgriffe auf spätere Kapitel: So wird in Kapitel 6 die Atomuhr erläutert, das Ramsey-Verfahren taucht aber erst in Kapitel 7 auf.

Deutlich besser gelungen ist der zweite Teil des Buchs zu modernen Themen der Atomphysik. Hier findet man experimentelle Details zu aktuellen Experimenten, die Auswahl ist hier aber stark von den Interessen des Autors geleitet. Man hat es also eher mit einem Buch zu „Moderner Atomphysik“ bzw. zu „Moderner Spektroskopie“ zu tun, allerdings mit beschränkter Themen­auswahl.

Wenig gelungen ist an manchen Stellen die deutsche Übersetzung, so wird beispielsweise „Polarisierung“ statt Polarisation des Lichts verwendet, das Tröpfchenmodell des Kerns wird zum umständlichen „Flüssig­keitstropfenmodell“, und die Menge an Tippfehlern erscheint relativ hoch. Störend für den Lese­fluss sind die vielen Fußnoten, die zum Teil relevante Information enthalten.

Je nach Ausrichtung kann das Buch als Begleiter zu einem Kurs über modernere Themen der Atomphysik dienen. Wer aber ein Buch als Nachschlagewerk, begleitend zur Anfängervorlesung oder zur Prüfungsvorbereitung sucht, greift besser auf ein klassisches Buch zur Atomphysik zurück.

Dr. Frank Vewinger, Institut für Angewandte Physik, Universität Bonn