Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Nano-Optik mit Risiko

04.11.2014

In Dimensionen vordringen, die nie ein Physiker zuvor gesehen hat: Auf diesem Weg befindet sich der Würzburger Professor Bert Hecht. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft flankiert seinen Vorstoß mit 1,5 Millionen Euro.

Mit einem Spot das Gesicht eines Schauspielers auf einer ansonsten dunklen Bühne beleuchten: Das ist leicht. Einen extrem dünnen Lichtfinger auf ein Objekt unterm Mikroskop richten:


Professor Bert Hecht von der Uni Würzburg.

(Foto: privat)

Das ist schon schwieriger, aber machbar. Licht so stark konzentrieren, dass es nur noch die Abmessungen eines einzelnen Atoms hat: Das geht noch nicht – aber es könnte funktionieren, wie Physiker von der Universität Würzburg 2012 mit einem Experiment gezeigt haben.

Welche technischen Anwendungen wären mit derart konzentriertem Licht wohl möglich? Das will Physik-Professor Bert Hecht jetzt ergründen. Der Würzburger Wissenschaftler bekommt für dieses neue Projekt der Nano-Optik 1,5 Millionen Euro. Das Geld stammt aus dem Reinhart-Koselleck-Programm der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG).

Diese spezielle Form der Förderung kommt laut DFG für herausragende Forscher in Frage, die besonders innovative, gleichzeitig aber risikobehaftete Projekte planen. „Risikobehaftet“ bedeutet in diesem Fall: Die Materie ist so neu, dass der Ausgang des Projekts nicht absehbar ist.

„Dinge tun, die bisher nicht möglich waren“

Professor Hecht ist aber zuversichtlich: „Mit extrem konzentriertem Licht könnten wir in neue physikalische Dimensionen vorstoßen und Dinge tun, die bisher nicht möglich waren“, sagt er. So lasse sich zum Beispiel schon bei Raumtemperatur und normalen Umgebungsbedingungen eine starke Kopplung von Photonen (Lichtteilchen) und Emittern, zum Beispiel Quantenpunkten, erreichen.

Bei der starken Kopplung verschmelzen die Quantenzustände der beiden Partner zu einem völlig neuen Zustand. Den wollen die Würzburger Physiker herstellen und dann genau analysieren.

Super-Mikroskopie und Quantencomputing

Welche Perspektiven das bietet? „Man könnte optische Transistoren bauen, die sich mit einzelnen Photonen schalten lassen“, so Hecht. Das würde der Realisierung extrem schneller und leistungsfähiger Quantencomputer neuen Schub geben.

Für die Biologie und Medizin wäre zudem eine neue Art von Mikroskopie realisierbar, die Moleküle in einer Zelle oder auf einem DNA-Strang mit fast atomarer Präzision sichtbar macht. „Wir hätten dann eine Super-Mikroskopie, die noch zehn Mal besser ist als die neuesten Methoden, für die es in diesem Jahr den Chemie-Nobelpreis gab“, so der Professor.

Ob das Geld der DFG gut in sein Projekt investiert ist, wird sich spätestens in ein bis zwei Jahren zeigen: Bis dahin will Hecht mit seinem Team einen ersten Prototyp des Mikroskops aufgebaut haben. Das Projekt ist auf insgesamt fünf Jahre angelegt.

„Atomic-scale confinement of resonant optical fields”, J. Kern, S. Grossmann, N.V. Tarakina, T. Häckel, M. Emmerling, M. Kamp, J.-S. Huang, P. Biagioni, J.C. Prangsma & B. Hecht, Nano Letters, 12, 5504 (2012), arXiv:1112.5008, DOI: 10.1021/nl302315g

Kontakt

Prof. Dr. Bert Hecht, Physikalisches Institut, Universität Würzburg, T (0931) 31-85863,
hecht@physik.uni-wuerzburg.de

Robert Emmerich | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Förderungen Preise:

nachricht Millionen für die Virenforschung
13.01.2017 | Julius-Maximilians-Universität Würzburg

nachricht International ausgezeichnet! Rittal gewinnt „Cooling Oscar“
20.10.2016 | Rittal GmbH & Co. KG

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Förderungen Preise >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Mit solaren Gebäudehüllen Architektur gestalten

Solarthermie ist in der breiten Öffentlichkeit derzeit durch dunkelblaue, rechteckige Kollektoren auf Hausdächern besetzt. Für ästhetisch hochwertige Architektur werden Technologien benötigt, die dem Architekten mehr Gestaltungsspielraum für Niedrigst- und Plusenergiegebäude geben. Im Projekt »ArKol« entwickeln Forscher des Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern aktuell zwei Fassadenkollektoren für solare Wärmeerzeugung, die ein hohes Maß an Designflexibilität erlauben: einen Streifenkollektor für opake sowie eine solarthermische Jalousie für transparente Fassadenanteile. Der aktuelle Stand der beiden Entwicklungen wird auf der BAU 2017 vorgestellt.

Im Projekt »ArKol – Entwicklung von architektonisch hoch integrierten Fassadekollektoren mit Heat Pipes« entwickelt das Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern...

Im Focus: Designing Architecture with Solar Building Envelopes

Among the general public, solar thermal energy is currently associated with dark blue, rectangular collectors on building roofs. Technologies are needed for aesthetically high quality architecture which offer the architect more room for manoeuvre when it comes to low- and plus-energy buildings. With the “ArKol” project, researchers at Fraunhofer ISE together with partners are currently developing two façade collectors for solar thermal energy generation, which permit a high degree of design flexibility: a strip collector for opaque façade sections and a solar thermal blind for transparent sections. The current state of the two developments will be presented at the BAU 2017 trade fair.

As part of the “ArKol – development of architecturally highly integrated façade collectors with heat pipes” project, Fraunhofer ISE together with its partners...

Im Focus: Mit Bindfaden und Schere - die Chromosomenverteilung in der Meiose

Was einmal fest verbunden war sollte nicht getrennt werden? Nicht so in der Meiose, der Zellteilung in der Gameten, Spermien und Eizellen entstehen. Am Anfang der Meiose hält der ringförmige Proteinkomplex Kohäsin die Chromosomenstränge, auf denen die Bauanleitung des Körpers gespeichert ist, zusammen wie ein Bindfaden. Damit am Ende jede Eizelle und jedes Spermium nur einen Chromosomensatz erhält, müssen die Bindfäden aufgeschnitten werden. Forscher vom Max-Planck-Institut für Biochemie zeigen in der Bäckerhefe wie ein auch im Menschen vorkommendes Kinase-Enzym das Aufschneiden der Kohäsinringe kontrolliert und mit dem Austritt aus der Meiose und der Gametenbildung koordiniert.

Warum sehen Kinder eigentlich ihren Eltern ähnlich? Die meisten Zellen unseres Körpers sind diploid, d.h. sie besitzen zwei Kopien von jedem Chromosom – eine...

Im Focus: Der Klang des Ozeans

Umfassende Langzeitstudie zur Geräuschkulisse im Südpolarmeer veröffentlicht

Fast drei Jahre lang haben AWI-Wissenschaftler mit Unterwasser-Mikrofonen in das Südpolarmeer hineingehorcht und einen „Chor“ aus Walen und Robben vernommen....

Im Focus: Wie man eine 80t schwere Betonschale aufbläst

An der TU Wien wurde eine Alternative zu teuren und aufwendigen Schalungen für Kuppelbauten entwickelt, die nun in einem Testbauwerk für die ÖBB-Infrastruktur umgesetzt wird.

Die Schalung für Kuppelbauten aus Beton ist normalerweise aufwändig und teuer. Eine mögliche kostengünstige und ressourcenschonende Alternative bietet die an...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Aquakulturen und Fangquoten – was hilft gegen Überfischung?

16.01.2017 | Veranstaltungen

14. BF21-Jahrestagung „Mobilität & Kfz-Versicherung im Fokus“

12.01.2017 | Veranstaltungen

Leipziger Biogas-Fachgespräch lädt zum "Branchengespräch Biogas2020+" nach Nossen

11.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Weltweit erste Solarstraße in Frankreich eingeweiht

16.01.2017 | Energie und Elektrotechnik

Proteinforschung: Der Computer als Mikroskop

16.01.2017 | Biowissenschaften Chemie

Vermeintlich junger Stern entpuppt sich als galaktischer Greis

16.01.2017 | Physik Astronomie