ERC-Förderung für deutsche Physiker
Zwei Forscher von der Universität Stuttgart erhalten für ihre bahnbrechenden Arbeiten in der Physik jeweils 2,4 Mio. EUR an Beihilfen vom Europäischen Forschungsrat (European Research Council, ERC). Professor Tilman Pfau, Leiter des 5. Physikalischen Instituts, wurde für seine Arbeiten zur Steuerung von Wechselwirkungen mit langer Reichweite in Quantengasen ausgezeichnet. Professor Jörg Wrachtrup vom 3. Physikalischen Institut der Universität Stuttgart erhält die Auszeichnung für die Nutzung von atomaren Defekten in Diamanten für die Quantentechnologie. Experten zufolge bieten beide Ansätze großes Potenzial für die Entwicklung von Quantencomputern mit sehr hoher Rechenkapazität und äußerst sicherem Datentransfer sowie anderen Anwendungen in der Datenübertragung. Universitätsrektor Professor Wolfram Ressel weist darauf hin, dass sich die Quantenphysik an der Universität Stuttgart in den letzten Jahren zu einem Forschungsschwerpunkt entwickelt hat, und fügt hinzu: "Dass diese Expertise durch den Europäischen Forschungsrat nun mit gleich zwei Advanced Grants gewürdigt wird, freut uns ganz besonders. Auch mit Blick auf die Exzellenzinitiative des Bundes und der Länder sind die Auszeichnungen eine hervorragende Visitenkarte, die nachweist, dass die Universität Stuttgart - auch im Verbund mit ihren Forschungspartnern - auf dem Gebiet der Quantenphysik sehr gut aufgestellt ist." Professor Pfau erhielt die ERC-Mittel für seine Arbeit im LIQAD-Projekt ("Long-range interacting quantum systems and devices"). Die prinzipiell kleinste Informationseinheit ist ein Bit und nimmt klassisch den Wert 1 oder 0 ein. Diese Werte können aber auch für wahr oder falsch, rechts oder links stehen. Das Informationszeitalter basiert auf dem Austausch und der effizienten Verarbeitung solcher digitalen Informationseinheiten. Die grundlegende Kapazitätsgrenze für die Datenverarbeitung ist erreicht, wenn als Informationsträger die kleinste Einheit in der Natur benutzt wird - ein einzelnes Quantum. Neuartige Quantenbauelemente sollen diese Quanteninformationsträger senden, empfangen, speichern und verarbeiten. Dadurch ergeben sich neue Möglichkeiten für die sichere Datenübertragung sowie für die Quanteninformationsverarbeitung. Der Ansatz von Professor Pfau und seinem Team basiert auf der Nutzung von atomaren Gasen für die Datenübertragung. Mittels effizienter Absorption regen sie Photonen in atomaren Gasen an. Die Anregungen können einander beeinflussen, bevor sie sich wieder in Licht verwandeln, wobei das Atom in einen Zustand mit geringer Energie übergeht und Licht in Form eines Photons aussendet. Den Forschern zufolge ist die Kunst dabei, diesen Prozess in möglichst reiner Form ablaufen zu lassen. Für grundlegende Untersuchungen verwenden die Physiker ultrakalte Atomwolken sowie für Raumtemperaturanwendungen mikroskopische Dampfzellen. Professor Wrachtrup erhielt die Auszeichnung für das Projekt SQTEC ("'Spin quantum technologies - electron spin quantum technology"). Zusammen mit seiner Forschungsgruppe setzt er Diamanten wegen ihrer besonderen Härte und optischen Transparenz ein. Sie werden gezielt Fremdatome in diese Diamanten einbringen. Diese Atome stellen eine ideale Ausgangsbasis für die Quantentechnologie dar. Mithilfe des ERC-Mittel werden Professor Wrachtrup und Kollegen einige technisch besonders anspruchsvolle Schritte durchführen können, beispielsweise die atomaren Verunreinigungen mit nahezu atomarer Präzision im Diamant zu positionieren. Ihre Arbeit wird zur Erzeugung komplexer Quantenzustände führen, die dann für Anwendungen nutzbar sind. So sind die Diamantdefektzentren hervorragende Sensoren für äußere Magnetfelder, mit denen sich Nanosonden konstruieren lassen, welche die Magnetfelder einzelner Elektronen- und Kernspins mit einer räumlichen Präzision von weniger als einem Nanometer nachweisen können. Mit diesen Informationen wären Physiker in der Lage, die Strukturen komplexer Materialien oder von Molekülen mit bisher unerreichter Genauigkeit zu bestimmen. Was gab den Ausschlag für die ERC-Auszeichnungen für diese Forscher? Ihre fruchtbare Arbeit wurde in führenden internationalen Zeitschriften veröffentlicht und sie konnten das öffentliche Interesse wecken. Baden-Württembergs Wissenschaftsminister Professor Dr. Peter Frankenberg gratulierte: "Die Entscheidung des Europäischen Forschungsrats ist eine hohe Auszeichnung und ein großer Erfolg für die Wissenschaftler, aber auch für die Universität Stuttgart. Sie zeigt zugleich, wie gut Baden-Württemberg in der Grundlagenforschung insgesamt aufgestellt ist. Der ERC fördert in dieser dritten Runde sechs Wissenschaftler aus dem Land mit einem Advanced Grant."Weitere Informationen unter: Universität Stuttgart: http://www.uni-stuttgart.de Europäischer Forschungsrat: http://erc.europa.eu/
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