Von der Elektronik zur Atomtronik
Nach dem Elektron, einem kleinen negativ geladenen subatomaren Teilchen, wurde ein kompletter technologischer Bereich benannt: die Elektronik. In den letzten fünf Jahren haben sich Forscher mit der enormen Vielseitigkeit eines neuartigen Mikrochips befasst, der die Eigenschaften gesamter Atome ausnutzt und als Atom-Chip bezeichnet wird. Dieser schnell wachsende Bereich der "Atomtronik" öffnet ein neues Kapitel in der Informationsverarbeitung. Atom-Chips sind Miniatureinheiten, in denen sehr kalte (ultrakalte) Atome von Gasen auf einer Fläche eingefangen und von Lasern angeregt werden. Die Laseranregung führt zu ungewöhnlichen Quantenzuständen der Materie. Die Quanteninformationsverarbeitung soll durch integrierte Schaltungen und Sensoren unter anderem für Datenverarbeitungs- und Kommunikationssysteme eine Revolution in der Datenübermittlung einleiten. Atom-Prozessoren wurden bereits in Netbooks, Smartphones und Desktopcomputern eingesetzt. Im Rahmen des Projekts 2Modeachip ("Interacting two-component quantum gases in micro-magnetic traps") sollte die Technologie der kalten Atome vorangetrieben werden. Zu diesem Zweck untersuchten die Forscher verschiedene Methoden, experimenteller Bedingungen und Wechselwirkungen im Zusammenhang mit der Atom-Chip-Technologie. Die Projektarbeiten führten zu einigen Innovationen. Insbesondere entwickelten die Forscher eine Reihe von gefangenen ultrakalten Atomen, die ideal für die Entwicklung von skalierbaren Quantenregistern geeignet ist. Datenregister sind im Wesentlichen temporäre Speicherorte für Daten in elektronischen Geräten. Das 2Modeachip-Projekt betrachtete Möglichkeiten, die Informationsextraktion aus gefangen Atomreihen zu maximieren, wodurch weitere Impulse zur Entwicklung dieser Reihen für den Einsatz in Datenregistern geschaffen wurden. Die Fähigkeit, Daten schneller hin und her zu bewegen und auf diese Informationen bei höheren Geschwindigkeiten und mit größerer Zuverlässigkeit zugreifen zu können, könnte die Informationstechnologie revolutionieren. 2Modeachip brachte Neuerungen in der Atom-Chip-Technologie, wie sie in einem kommerziellen Atom-Prozessor verwendet wird. Die Ergebnisse ziehen neue Forschungsrichtungen nach sich und können zum Beweis beitragen, dass Atome in vielerlei Hinsicht interessanter sind als Elektronen.
