Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Auf Katzenpfoten zu verbesserter Laserspektroskopie

19.09.2011
Physiker aus Marburg und dem US-amerikanischen Boulder haben einen Theorierahmen für die Quanten-Laserspektroskopie vorgelegt, die erstmals umfassenden experimentellen Zugang zu komplizierten Prozessen verspricht, die sich im Nanometer-Maßstab abspielen.

Geringe Anpassungen der bislang gängigen Technologie eröffnen demnach ein weites Feld völlig neuer Anwendungen.

„Quantum spectroscopy with Schrödinger cat states“ – unter diesem Titel veröffentlichen die Wissenschaftler um Professor Dr. Mackillo Kira und Professor Dr. Stephan W. Koch von der Philipps-Universität sowie Steve Cundiff von der University of Colorado ihre Ergebnisse vorab in der Online-Ausgabe der Fachzeitschrift „Nature Physics“, die am kommenden Sonntag, den 18. September 2011 erscheint.

„Wir haben einen echten Durchbruch erzielt“, konstatiert Mackillo Kira, einer der Autoren: „Unser komplett neuer Theorierahmen erweitert die Laserspektroskopie durch Quantenaspekte.“ Laserspektroskopie ist eine überaus genaue Methode, um den Zustand materieller Systeme zu analysieren und kontrolliert zu handhaben; sie findet bereits heute zahlreiche Anwendungen in Physik, Chemie, Meteorologie und den Lebenswissenschaften. So beruhen beispielsweise die universellen Standardmaße für Zeit und Raum auf hochpräziser Laserspektroskopie.

Indes findet hierbei die Ausnutzung von quantenoptischen Charakteristika des Lichts bislang eine enge Grenze, die durch die Komplexität der betrachteten Objekte gezogen wird; die experimentelle Forschung beschränkt sich daher im Wesentlichen auf vergleichsweise einfache Systeme, zum Beispiel einzelne Atome.

Der Ansatz von Kira und seinen Kollegen soll es nunmehr ermöglichen, quantenoptische Untersuchungen auch an Vielteilchen-Systemen durchzuführen, etwa an Halbleitern und Molekülen. „Die quantenoptischen Prozesse in solchen Systemen sind abhängig vom jeweiligen Systemzustand und den Wechselwirkungen, die dabei vorkommen“, erklären die Autoren.

Die Physiker analysieren in ihrem Aufsatz experimentelle Ergebnisse der Laserspektroskopie und kombinieren die Daten mit einem neuartigen Theorierahmen. Wie die Verfasser ausführen, projiziert das von ihnen vorgeschlagene Schema eine große Zahl klassischer Messungen auf das Verhalten eines mathematisch präzise definierten Quantenlasers. „Wir demonstrieren, dass die Ergebnisse klassischer Anregungsexperimente bereits alle Informationen enthalten, um auch die quantenoptischen Zustände des Systems zu charakterisieren“, erläutert Kira. „Unsere Ausarbeitung zeigt, wie sich diese verborgenen Informationen extrahieren lassen.“

Auch wenn die vorgelegte Analyse sich auf Halbleiter fokussiert, seien die künftigen Anwendungen keineswegs darauf beschränkt – „im Prinzip kann mit unserer Methode jedes Vielteilchen-Objekt untersucht werden“, sagt Kira voraus. Dabei könne man auf die experimentellen Vorgehensweisen zurückgreifen, die in der hochpräzisen Laserspektroskopie seit Langem etabliert sind.

„Wir glauben, dass unser Ansatz die Laserspektroskopie revolutionieren wird“, beteuert der Marburger Physiker. Die bisherige Aufnahme im Kollegenkreis scheint diese Einschätzung zu bestätigen: „Wir haben so enthusiastische Reaktionen erfahren wie nie zuvor!“

Originalveröffentlichung: Mackillo Kira & al.: Quantum spectroscopy with Schrödinger cat states, Nature Physics (2011)

Vorab-Online-Publikation: DOI: 10.1038/nphys2091

Weitere Informationen:
Ansprechpartner: Professor Dr. Mackillo Kira,
Fachgebiet Theoretische Halbleiterphysik
Tel.: 06421 28-24222
E-Mail: mackillo.kira@physik.uni-marburg.de

Johannes Scholten | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-marburg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Nanoinjektion steigert Überlebensrate von Zellen
22.02.2017 | Universität Bielefeld

nachricht Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung
21.02.2017 | Forschungszentrum Jülich

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: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Im Focus: Innovative Antikörper für die Tumortherapie

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig von diesen teuren Medikamenten profitieren, wird intensiv an deren Verbesserung gearbeitet. Forschern um Prof. Thomas Valerius an der Christian Albrechts Universität Kiel gelang es nun, innovative Antikörper mit verbesserter Wirkung zu entwickeln.

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig...

Im Focus: Durchbruch mit einer Kette aus Goldatomen

Einem internationalen Physikerteam mit Konstanzer Beteiligung gelang im Bereich der Nanophysik ein entscheidender Durchbruch zum besseren Verständnis des Wärmetransportes

Einem internationalen Physikerteam mit Konstanzer Beteiligung gelang im Bereich der Nanophysik ein entscheidender Durchbruch zum besseren Verständnis des...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

6. Internationale Fachkonferenz „InnoTesting“ am 23. und 24. Februar 2017 in Wildau

22.02.2017 | Veranstaltungen

Wunderwelt der Mikroben

22.02.2017 | Veranstaltungen

Der Lkw der Zukunft kommt ohne Fahrer aus

21.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Ursache für eine erbliche Muskelerkrankung entdeckt

22.02.2017 | Medizin Gesundheit

Möglicher Zell-Therapieansatz gegen Zytomegalie

22.02.2017 | Biowissenschaften Chemie

Meeresforschung in Echtzeit verfolgen

22.02.2017 | Geowissenschaften