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 Ultra-sensitiv dank quantenmechanischer Verschränkung
28.06.2017 | Universität Stuttgart

nachricht Forscher sorgen mit ungewöhnlicher Studie über Edelgase international für Aufmerksamkeit
26.06.2017 | Universität Bremen

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: Schnelles und umweltschonendes Laserstrukturieren von Werkzeugen zur Folienherstellung

Kosteneffizienz und hohe Produktivität ohne dabei die Umwelt zu belasten: Im EU-Projekt »PoLaRoll« entwickelt das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT aus Aachen gemeinsam mit dem Oberhausener Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheit- und Energietechnik UMSICHT und sechs Industriepartnern ein Modul zur direkten Laser-Mikrostrukturierung in einem Rolle-zu-Rolle-Verfahren. Ziel ist es, mit Hilfe dieses Systems eine siebartige Metallfolie als Demonstrator zu fertigen, die zum Sonnenschutz von Glasfassaden verwendet wird: Durch ihre besondere Geometrie wird die Sonneneinstrahlung reduziert, woraus sich ein verminderter Energieaufwand für Kühlung und Belüftung ergibt.

Das Fraunhofer IPT ist im Projekt »PoLaRoll« für die Prozessentwicklung der Laserstrukturierung sowie für die Mess- und Systemtechnik zuständig. Von den...

Im Focus: Das Auto lernt vorauszudenken

Ein neues Christian Doppler Labor an der TU Wien beschäftigt sich mit der Regelung und Überwachung von Antriebssystemen – mit Unterstützung des Wissenschaftsministeriums und von AVL List.

Wer ein Auto fährt, trifft ständig Entscheidungen: Man gibt Gas, bremst und dreht am Lenkrad. Doch zusätzlich muss auch das Fahrzeug selbst ununterbrochen...

Im Focus: Vorbild Delfinhaut: Elastisches Material vermindert Reibungswiderstand bei Schiffen

Für eine elegante und ökonomische Fortbewegung im Wasser geben Delfine den Wissenschaftlern ein exzellentes Vorbild. Die flinken Säuger erzielen erstaunliche Schwimmleistungen, deren Ursachen einerseits in der Körperform und andererseits in den elastischen Eigenschaften ihrer Haut zu finden sind. Letzteres Phänomen ist bereits seit Mitte des vorigen Jahrhunderts bekannt, konnte aber bislang nicht erfolgreich auf technische Anwendungen übertragen werden. Experten des Fraunhofer IFAM und der HSVA GmbH haben nun gemeinsam mit zwei weiteren Forschungspartnern eine Oberflächenbeschichtung entwickelt, die ähnlich wie die Delfinhaut den Strömungswiderstand im Wasser messbar verringert.

Delfine haben eine glatte Haut mit einer darunter liegenden dicken, nachgiebigen Speckschicht. Diese speziellen Hauteigenschaften führen zu einer signifikanten...

Im Focus: Kaltes Wasser: Und es bewegt sich doch!

Bei minus 150 Grad Celsius flüssiges Wasser beobachten, das beherrschen Chemiker der Universität Innsbruck. Nun haben sie gemeinsam mit Forschern in Schweden und Deutschland experimentell nachgewiesen, dass zwei unterschiedliche Formen von Wasser existieren, die sich in Struktur und Dichte stark unterscheiden.

Die Wissenschaft sucht seit langem nach dem Grund, warum ausgerechnet Wasser das Molekül des Lebens ist. Mit ausgefeilten Techniken gelingt es Forschern am...

Im Focus: Hyperspektrale Bildgebung zur 100%-Inspektion von Oberflächen und Schichten

„Mehr sehen, als das Auge erlaubt“, das ist ein Anspruch, dem die Hyperspektrale Bildgebung (HSI) gerecht wird. Die neue Kameratechnologie ermöglicht, Licht nicht nur ortsaufgelöst, sondern simultan auch spektral aufgelöst aufzuzeichnen. Das bedeutet, dass zur Informationsgewinnung nicht nur herkömmlich drei spektrale Bänder (RGB), sondern bis zu eintausend genutzt werden.

Das Fraunhofer IWS Dresden entwickelt eine integrierte HSI-Lösung, die das Potenzial der HSI-Technologie in zuverlässige Hard- und Software überführt und für...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Marine Pilze – hervorragende Quellen für neue marine Wirkstoffe?

28.06.2017 | Veranstaltungen

Willkommen an Bord!

28.06.2017 | Veranstaltungen

Internationale Fachkonferenz IEEE ICDCM - Lokale Gleichstromnetze bereichern die Energieversorgung

27.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

EUROSTARS-Projekt gestartet - mHealth-Lösung: time4you Forschungs- und Entwicklungspartner bei IMPACHS

28.06.2017 | Unternehmensmeldung

Proteine entdecken, zählen, katalogisieren

28.06.2017 | Biowissenschaften Chemie

Neue Scheinwerfer-Dimension: Volladaptive Lichtverteilung in Echtzeit

28.06.2017 | Automotive