Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Interferenzen in der Schwerelosigkeit

07.03.2013
Der 25. Februar 2013 war für Hauke Müntinga vom Zentrum für angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation (ZARM) der Universität Bremen ein besonderer Tag seiner wissenschaftlichen Laufbahn.

Seine Publikation, in der er und seine Kollegen aus dem QUANTUS-Team zum ersten Mal die Interferenz von Bose-Einstein-Kondensaten unter Schwerelosigkeit nachweisen konnten, erschien nun in der höchst renommierten Zeitschrift „Physical Review Letters (PRL)“. Diese Zeitschrift der American Physical Society würdigte die Publikation sogar noch mit einen „Viewpoint“, d.h. einer positiven Kommentierung über besonders herausragende Forschung durch einen angesehenen Kollegen.

Als im Rahmen des QUANTUS-Projektes (Quantengase unter Schwerelosigkeit) das erste Bose-Einstein-Kondensat in der Schwerelosigkeit erzeugt werden konnte, wurde dieser Erfolg mit einem Artikel in der sehr renommierten Zeitschrift „Science“ gekrönt. Die Gutachter der American Physical Society waren sich bei der aktuellen Veröffentlichung einig, dass diese einen großen Fortschritt auf dem Gebiet der Atom-Interferometrie bedeutet. Sie liefert nämlich zum ersten Mal den Nachweis, dass BECs unter den besonderen Bedingungen der Schwerelosigkeit sogar über den (für Quantenphysiker) sehr langen Zeitraum von einer Sekunde miteinander interferieren.

Die entwickelte Technik besitzt großes wissenschaftliches und technologisches Potential für Hochpräzisionsmessungen: So können in Zukunft z.B. sehr genaue Tests des Einstein‘schen Äquivalenzprinzips (alle Objekte fallen im Vakuum gleich schnell) durchgeführt oder auch neuartige Sensoren für den Einsatz im Weltraum entwickelt werden.

Hauke Müntinga ist außerordentlich zufrieden: "Auf diese Veröffentlichung haben wir in den letzten vier Jahren hingearbeitet und freuen uns natürlich sehr, dass sie nun so viel Anklang findet. Von PRL besonders hervorgehoben und sogar mit einem Viewpoint-Artikel bedacht zu werden, ist eine wunderbare Bestätigung für die harte Arbeit". Und dass es harte Arbeit war und weiterhin bleiben wird, belegt schon die Statistik: 426 Experimente unter den Bedingungen der Schwerelosigkeit wurden im ZARM-eigenen Labor, dem Fallturm Bremen, bereits durchgeführt und weitere 100 sollen in diesem Jahr noch folgen.

Das QUANTUS-Projekt

In der Quantenphysik besteht jedes Atom aus einer Materiewelle, die sich bei sinkender Temperatur ausdehnt. Bei der Herstellung eines Bose-Einstein-Kondensats (BEC) wurde eine Atomwolke auf den absoluten Temperaturnullpunkt (-273 °C) gebracht, wodurch sich die Materiewellen so stark überlagern, dass sie sich zu einer einzigen großen Materiewelle verbinden. Obwohl die Existenz von BECs bereits 1924 von Albert Einstein und Satyendra Nath Bose theoretisch vorhergesagt wurde, gelang die tatsächliche Herstellung dieses oft als „Riesenatom“ bezeichneten Quantensystems erst 1995 und wurde mit dem Nobel-Preis gewürdigt.

2007 wurde im Fallturm Bremen im Rahmen des QUANTUS-Projekts zum ersten Mal ein BEC im freien Fall erzeugt. Während es in einem „normalen“ Labor innerhalb des Bruchteils einer Sekunde zerfällt, kann das BEC im Fallturmexperiment weit länger als eine Sekunde existieren und über diesen Zeitraum auf einen Millimeter anwachsen. Die aktuellen Fallturmexperimente gehen aber über die reine Herstellung eines BEC unter Schwerelosigkeit hinaus. Hier wird die Quanteneigenschaft von BECs, nämlich deren Interferenzfähigkeit auch nach einer langen Freifallzeit von ca. 1 Sekunde, nachgewiesen. Mit der geplanten Verlängerung der Versuchszeit mit Hilfe von Katapultexperimenten im Fallturm Bremen, Höhenforschungsraketen, Satellitenmissionen oder auch der Internationalen Raumstation ISS, erwartet das QUANTUS-Team, Messungen von bisher unerreichter Präzision durchführen zu können. So lassen sich mit dieser Technologie grundlagenphysikalische Fragestellungen hochpräzise untersuchen, wie z.B. die Grundlagen der Quantenmechanik oder das Zusammenspiel der Quantenmaterie mit Gravitation, eines der großen Rätsel der heutigen Physik.

INFOBLOCK:

Das QUANTUS-Projekt unter der Leitung der Leibniz Universität Hannover wird vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt gefördert.

Aktuelle Veröffentlichungen:
Physical Review Letter: Interferometry with Bose-Einstein Condensates in Microgravity http://prl.aps.org/abstract/PRL/v110/i9/e093602
Viewpoint-Artikel: Free-Falling Interferometry (von Markus Arndt)
http://physics.aps.org/articles/v6/23
Ansprechpartner für inhaltliche Fragen:
Hauke Müntinga
Tel. +49 421 218-57849
hauke.muentinga@zarm.uni-bremen.de
Prof. Dr. Claus Lämmerzahl
Tel. +49 421 218-57849
claus.laemmerzahl@zarm.uni-bremen.de
ZARM - Zentrum für angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation
Universität Bremen
www.zarm.uni-bremen.de
Ansprechpartnerin für allgemeine Presseanfragen:
Birgit Kinkeldey
ZARM Fallturm-Betriebsgesellschaft mbH
Tel. +49 421 218-57755
birgit.kinkeldey@zarm.uni-bremen.de

Birgit Kinkeldey | idw
Weitere Informationen:
http://www.zarm.uni-bremen.de
http://www.zarm.uni-bremen.de/drop-tower.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Reisetauglicher Laser
22.01.2018 | Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB)

nachricht Magnetische Kontrolle per Handzeichen: Team entwickelt elektronische „Haut“ für virtuelle Realität
22.01.2018 | Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Vollmond-Dreierlei am 31. Januar 2018

Am 31. Januar 2018 fallen zum ersten Mal seit dem 30. Dezember 1982 "Supermond" (ein Vollmond in Erdnähe), "Blutmond" (eine totale Mondfinsternis) und "Blue Moon" (ein zweiter Vollmond im Kalendermonat) zusammen - Beobachter im deutschen Sprachraum verpassen allerdings die sichtbaren Phasen der Mondfinsternis.

Nach den letzten drei Vollmonden am 4. November 2017, 3. Dezember 2017 und 2. Januar 2018 ist auch der bevorstehende Vollmond am 31. Januar 2018 ein...

Im Focus: Maschinelles Lernen im Quantenlabor

Auf dem Weg zum intelligenten Labor präsentieren Physiker der Universitäten Innsbruck und Wien ein lernfähiges Programm, das eigenständig Quantenexperimente entwirft. In ersten Versuchen hat das System selbständig experimentelle Techniken (wieder)entdeckt, die heute in modernen quantenoptischen Labors Standard sind. Dies zeigt, dass Maschinen in Zukunft auch eine kreativ unterstützende Rolle in der Forschung einnehmen könnten.

In unseren Taschen stecken Smartphones, auf den Straßen fahren intelligente Autos, Experimente im Forschungslabor aber werden immer noch ausschließlich von...

Im Focus: Artificial agent designs quantum experiments

On the way to an intelligent laboratory, physicists from Innsbruck and Vienna present an artificial agent that autonomously designs quantum experiments. In initial experiments, the system has independently (re)discovered experimental techniques that are nowadays standard in modern quantum optical laboratories. This shows how machines could play a more creative role in research in the future.

We carry smartphones in our pockets, the streets are dotted with semi-autonomous cars, but in the research laboratory experiments are still being designed by...

Im Focus: Fliegen wird smarter – Kommunikationssystem LYRA im Lufthansa FlyingLab

• Prototypen-Test im Lufthansa FlyingLab
• LYRA Connect ist eine von drei ausgewählten Innovationen
• Bessere Kommunikation zwischen Kabinencrew und Passagieren

Die Zukunft des Fliegens beginnt jetzt: Mehrere Monate haben die Finalisten des Mode- und Technologiewettbewerbs „Telekom Fashion Fusion & Lufthansa FlyingLab“...

Im Focus: Ein Atom dünn: Physiker messen erstmals mechanische Eigenschaften zweidimensionaler Materialien

Die dünnsten heute herstellbaren Materialien haben eine Dicke von einem Atom. Sie zeigen völlig neue Eigenschaften und sind zweidimensional – bisher bekannte Materialien sind dreidimensional aufgebaut. Um sie herstellen und handhaben zu können, liegen sie bislang als Film auf dreidimensionalen Materialien auf. Erstmals ist es Physikern der Universität des Saarlandes um Uwe Hartmann jetzt mit Forschern vom Leibniz-Institut für Neue Materialien gelungen, die mechanischen Eigenschaften von freitragenden Membranen atomar dünner Materialien zu charakterisieren. Die Messungen erfolgten mit dem Rastertunnelmikroskop an Graphen. Ihre Ergebnisse veröffentlichen die Forscher im Fachmagazin Nanoscale.

Zweidimensionale Materialien sind erst seit wenigen Jahren bekannt. Die Wissenschaftler André Geim und Konstantin Novoselov erhielten im Jahr 2010 den...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

Veranstaltungen

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

22.01.2018 | Veranstaltungen

Transferkonferenz Digitalisierung und Innovation

22.01.2018 | Veranstaltungen

Kongress Meditation und Wissenschaft

19.01.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

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

22.01.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Forschungsteam schafft neue Möglichkeiten für Medizin und Materialwissenschaft

22.01.2018 | Biowissenschaften Chemie

Ein Haus mit zwei Gesichtern

22.01.2018 | Architektur Bauwesen

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics