Blick ins Innere der Quantenwelt
Ein internationales Team von Wissenschaftlern könnte einen Weg gefunden haben, um das schwer fassbare Quanten-Verhalten großer "makroskopischer" Objekte zu studieren. Mithilfe ihrer ausgeklügelten Methode, die sie in der Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) präsentiert haben, können die Forscher neue Wege bei der Durchführung von Quanten-Experimenten beschreiten. Die Studie wurde teilweise durch eine Finanzhilfe für Nachwuchsforscher (ERC Starting Grant) des Europäischen Forschungsrats (ERC) in Höhe von 1,6 Mio. EUR unter dem Siebten Rahmenprogramm der EU finanziert, die dem Forschungsleiter Dr. Markus Aspelmeyer von der Universität Wien in Österreich im Jahr 2009 erteilt wurde. Seit langem versuchen die Physiker festzustellen, wie weit Quantenphänomene in unser tägliches Leben hineinspielen. Dazu muss die Quantenwelt in einer völlig neuen Dimension von Masse und Größe untersucht werden. Dies ist eine große Herausforderung, denn da sich Masse und Größe erhöhen, lassen sich echte Quanten-Eigenschaften nur schwerlich erkennen. Die Forscher am Vienna Center for Quantum Science and Technology (VCQ) der Universität Wien haben eine innovative Methode entwickelt, bei der sie mit Lichtblitzen Quantenmerkmale von großen Objekten mit außergewöhnlicher Auflösung beobachten. Die Grundidee beruht auf der Tatsache, dass Quanten-Objekte sich im Gegensatz zu klassischen Objekten anders verhalten, wenn sie beobachtet werden. "Bei aktuellen Ansätzen werden Objekte ständig überwacht und die möglichen Quanten-Merkmale werden ausgewaschen", sagt Leitautor Michael R. Vanner vom Wiener Doktorandenprogramm für komplexe Quantensysteme (Complex Quantum Systems, CoQuS). "Dies entspricht in vielerlei Hinsicht dem verwischten Foto eines sich schnell bewegenden Objekts. Grob gesagt, frieren die Blitze die Bewegung ein und erzeugen ein scharfes Bild des Quanten-Verhaltens. " Mithilfe des neuen Tools können die Forscher auf einer völlig neuen Masse- und Größenskala einen Blick in die Quantenwelt werfen. Das Tool ist einzigartig, da es direkt an laufenden Experimenten eingesetzt werden könnte, bei denen versucht wird, Quantenphänomene in mikromechanischen Resonatoren (d.h. mechanisch schwingenden massiven Objekten) vorzubereiten. "Durch die Analyse der Dynamik eines solchen Verhaltens, bietet die Optomechanik gepulster Quanten einen Weg zur Untersuchung der Frage, ob makroskopische mechanische Objekte in zukünftigen Quantentechnologien eingesetzt werden können", so Dr. Vanner. "Sie wird auch dabei helfen, Licht auf die offensichtliche Trennung der Natur zwischen der Quantenwelt und der klassischen Welt zu werfen." Experten vom Imperial College London im Vereinigten Königreich, dem Institut für Quantenoptik und Quanteninformation (IQOQI) in Österreich, des Albert-Einstein-Instituts der Universität Hannover in Deutschland und der University of Queensland in Australien trugen zu dieser Studie bei.Weitere Informationen finden Sie unter: Universität Wien: http://www.univie.ac.at/en/ Europäischer Forschungsrat: http://erc.europa.eu PNAS: http://www.pnas.org/
Länder
Österreich