Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Nature-Studie: Klassische Messgrenze überschritten

01.04.2010
Physiker der Universität Heidelberg nutzen quanten­mechanische Konzepte

Bereits im Alltag lässt sich an der Zeigerstellung einer Uhr ablesen: Die Genauigkeit der Anzeige ist aus techni­schen Gründen limitiert. Für Physiker markiert das sogenannte Schrotrauschen eine Grenze. Es tritt zum Beispiel auf, wenn elektrischer Strom eine potentielle Barriere überwinden muss.

Alle derzeitigen Präzisi­onsmessungen arbeiten nahe an diesem Limit. Phy­siker der Universität Heidelberg konnten demonstrie­ren, dass unter Verwendung von quantenme­chanischen Konzepten diese Grenze sogar noch überschritten werden kann. Die Ergebnisse wurden jetzt in der Online-Ausgabe von Nature vorgestellt.

"Um nach dem derzeitigen Kenntnisstand der grundlegen­den Theorie der Quantenmechanik nahe an dieser klassischen Messgrenze arbeiten zu können, mussten wir atomare Gase auf extrem tiefe Temperaturen 0.000 000 01°K über den absoluten Nullpunkt abküh­len", erläutert Prof. Dr. Markus Oberthaler, Leiter der Arbeitsgruppe "Synthetic Quantum Systems" am Hei­delberger Kirchhoff-Institut für Physik und Ko-Autor der Nature-Studie.

Die Stabilität des Laboraufbaus wurde so weit getrieben, dass die Ablesegenauigkeit nur­mehr durch die klassische Schrotrauschgrenze gege­ben war. Um dieses Limit zu unterbieten, wurden so­dann quantenmechanische Ressourcen durch die ge­zielte Manipulation der mikroskopischen Wechselwirkung zwischen den Atomen erzeugt. Die neu entwickelte Methode, betont der Heidelberger Physiker, "ist so hervorragend, dass damit das weltweit größte quanten­mechanisch verschränkte System von 170 Teilchen realisiert werden konnte - zehnmal mehr Teilchen als jemals zuvor. Darüber hinaus wurden damit Messun­gen durchgeführt, die explizit und mit bloßem Auge erkennbar die klassische Messgrenze überschritten."

Ob diese Errungenschaft der fundamentalen Physik auch im Alltag eine Anwendung erfahren wird, ist nicht un­wahrscheinlich: "Schon derzeit sind wir von Präzisions­physik umgeben. Fast in jedem Auto sieht man Navigationsgeräte, die auf dem Prinzip der präzisen Zeitmessung basieren. Diese wiederum arbeitet der­zeit schon nahe an der klassischen Messgrenze. Will man den Zeitstandard verbessern, scheint mit den ak­tuellen Ergebnissen ein neuer Weg möglich", so Prof. Oberthaler.

Originalveröffentlichung:
C. Gross, T. Zibold, E. Nicklas, J. Estève & M. K. Obertha­ler: Nonlinear atom interferometer surpasses clas­sical precision limit, Nature online (31. März 2010)
Kontakt:
Prof. Dr. Markus Oberthaler
Telefon (06221) 54-5170
markus.oberthaler@kip.uni-heidelberg.de
Kommunikation und Marketing
Pressestelle, Telefon (06221) 54-2311
presse@rektorat.uni-heidelberg.de

Marietta Fuhrmann-Koch | idw
Weitere Informationen:
http://www.kip.uni-heidelberg.de/matterwaveoptics/
http://www.uni-heidelberg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht MADMAX: Ein neues Experiment zur Erforschung der Dunklen Materie
20.10.2017 | Max-Planck-Institut für Physik

nachricht Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung
20.10.2017 | Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH

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: Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung

Seit dreißig Jahren gibt eine bestimmte Uranverbindung der Forschung Rätsel auf. Obwohl die Kristallstruktur einfach ist, versteht niemand, was beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur genau passiert. Offenbar entsteht eine so genannte „versteckte Ordnung“, deren Natur völlig unklar ist. Nun haben Physiker erstmals diese versteckte Ordnung näher charakterisiert und auf mikroskopischer Skala untersucht. Dazu nutzten sie den Hochfeldmagneten am HZB, der Neutronenexperimente unter extrem hohen magnetischen Feldern ermöglicht.

Kristalle aus den Elementen Uran, Ruthenium, Rhodium und Silizium haben eine geometrisch einfache Struktur und sollten keine Geheimnisse mehr bergen. Doch das...

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Im Focus: Neue Möglichkeiten für die Immuntherapie beim Lungenkrebs entdeckt

Eine gemeinsame Studie der Universität Bern und des Inselspitals Bern zeigt, dass spezielle Bindegewebszellen, die in normalen Blutgefässen die Wände abdichten, bei Lungenkrebs nicht mehr richtig funktionieren. Zusätzlich unterdrücken sie die immunologische Bekämpfung des Tumors. Die Resultate legen nahe, dass diese Zellen ein neues Ziel für die Immuntherapie gegen Lungenkarzinome sein könnten.

Lungenkarzinome sind die häufigste Krebsform weltweit. Jährlich werden 1.8 Millionen Neudiagnosen gestellt; und 2016 starben 1.6 Millionen Menschen an der...

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Das Immunsystem in Extremsituationen

19.10.2017 | Veranstaltungen

Die jungen forschungsstarken Unis Europas tagen in Ulm - YERUN Tagung in Ulm

19.10.2017 | Veranstaltungen

Bauphysiktagung der TU Kaiserslautern befasst sich mit energieeffizienten Gebäuden

19.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Forscher finden Hinweise auf verknotete Chromosomen im Erbgut

20.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Saugmaschinen machen Waschwässer von Binnenschiffen sauberer

20.10.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Strukturbiologieforschung in Berlin: DFG bewilligt Mittel für neue Hochleistungsmikroskope

20.10.2017 | Förderungen Preise