Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Schnappschüsse der Quantenwelt

04.12.2012
Physiker erhalten ERC Starting Grant mit bis zu 1,5 Millionen Euro

In der Welt der Quantenphysik läuft vieles ultraschnell ab. Das Wechselspiel der mikroskopisch kleinen Bausteine – Atome, Elektronen oder Elementarmagneten – vollzieht sich in Bruchteilen einer Sekunde, sogenannten Femtosekunden.


Das Bild zeigt eine künstlerische Darstellung von Elektronen, die sich mit Licht mischen. Im Hintergrund werden Elektronen (blaue Kugeln) durch einen Laserblitz erzeugt. Wenn die Elektronen ein Lichtfeld (roter Lichtschleier) durchlaufen, das von zwei Spiegeln eingeschlossen wird, verbinden sie sich mit Photonen (Wellenlinien). Eine solche ultraschnelle Erzeugung von Licht-Materie-Mischzuständen führt zu einer neuen Klasse von quantenphysikalischen Prozessen, die im Rahmen des geförderten Projekts erstmals beobachtet werden sollen.

Foto: Prof. Dr. Rupert Huber

Was dabei genau geschieht, wollen Prof. Dr. Rupert Huber und seine Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter am Institut für Experimentelle und Angewandte Physik der Universität Regensburg in einem neuen Forschungsprojekt untersuchen. Das Projekt mit dem Titel „Ultraschnelle Quantenphysik auf der Sub-Zyklen-Zeitskala (QUANTUMsubCYCLE)“ wird in den nächsten fünf Jahren durch einen Starting Grant des Europäischen Forschungsrats (ERC) mit bis zu 1,5 Millionen Euro gefördert.

Um kleinste Teilchen wie Elektronen zu beobachten, muss man schon sehr genau hinsehen. Der Umstand, dass ihre Welt zudem nicht den uns vertrauten Gesetzen der klassischen Physik gehorcht, macht solche Untersuchungen zu einer besonderen Herausforderung. Huber und seine Arbeitsgruppe wollen die Prozesse der Quantenwelt deshalb in extremer Zeitlupe verfolgen, verstehen und schließlich auch kontrollieren. Das Team bedient sich dazu extrem kurzer Lichtblitze von Lasersystemen, die extra dafür an der Universität Regensburg entwickelt werden. Die Lichtblitze liefern Schnappschüsse der Quantenwelt, die dann wiederum – ähnlich einem langsam abgespielten „Daumenkino“ – zu einem Film zusammengefügt werden können.
Huber und seinen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern gelang es vor Kurzem, mit einer weltweit einzigartigen Laseranlage spezielle Lichtimpulse zu erzeugen. Diese sind nicht nur denkbar kurz, sondern halten auch den Weltrekord für höchste Intensitäten im Terahertzbereich – dem weitgehend unerforschten Spektralbereich zwischen Mikrowellen- und Infrarotstrahlung. Ultraschnelle Physik kann dabei mit höchster Präzision beobachtet werden kann.

Die Förderung durch den ERC ermöglicht es Huber und seinem Team, noch präzisere Lichtimpulse zu erzeugen und diese zur Lösung wichtiger Probleme der Festkörperphysik und der Quantenoptik zu nutzen. So geht es unter anderem um die Frage, wie Licht selbst mit Materie wechselwirkt. Die Forschung an ungewöhnlichen Mischteilchen – halb Elektron, halb Licht – hat durch die Verleihung des diesjährigen Nobelpreises für Physik an Serge Haroche und David Wineland besondere Brisanz gewonnen. Ergebnisse werden aber auch mit Blick auf praktische Herausforderungen erwartet. So könnten die gewonnenen Erkenntnisse langfristig wegweisend für neue Höchstgeschwindigkeitselektronik oder superschnelle Datenspeicher der Zukunft werden.
Die Starting Grants des ERC unterstützen junge Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler beim Aufbau einer eigenen Arbeitsgruppe und ermöglichen die Konsolidierung ihrer unabhängigen Forschungstätigkeit in Europa. Die Grants werden im Wettbewerb an herausragende Forscherinnen und Forscher vergeben. Alleiniges Auswahlkriterium ist die wissenschaftliche Exzellenz der Antragsteller und der Projektvorschläge. ERC Starting Grants können für bis zu 5 Jahre beantragt werden und beinhalten ein maximales Projektbudget von bis zu 1,5 Millionen Euro.

Weiterführende Informationen zu den Starting Grants des ERC:
http://www.eubuero.de/erc-stg.htm

Ansprechpartner für Medienvertreter:
Prof. Dr. Rupert Huber
Universität Regensburg
Institut für Experimentelle und Angewandte Physik
Tel.: 0941 943-2070
Rupert.Huber@physik.uni-regensburg.de
http://www.physik.uni-regensburg.de/forschung/huber/

Alexander Schlaak | idw
Weitere Informationen:
http://www.eubuero.de/erc-stg.htm
http://www.physik.uni-regensburg.de/forschung/huber/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Vorstoß ins Innere der Atome
23.02.2018 | Max-Planck-Institut für Quantenoptik

nachricht Quanten-Wiederkehr: Alles wird wieder wie früher
23.02.2018 | Technische Universität Wien

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: Vorstoß ins Innere der Atome

Mit Hilfe einer neuen Lasertechnologie haben es Physiker vom Labor für Attosekundenphysik der LMU und des MPQ geschafft, Attosekunden-Lichtblitze mit hoher Intensität und Photonenenergie zu produzieren. Damit konnten sie erstmals die Interaktion mehrere Photonen in einem Attosekundenpuls mit Elektronen aus einer inneren atomaren Schale beobachten konnten.

Wer die ultraschnelle Bewegung von Elektronen in inneren atomaren Schalen beobachten möchte, der benötigt ultrakurze und intensive Lichtblitze bei genügend...

Im Focus: Attoseconds break into atomic interior

A newly developed laser technology has enabled physicists in the Laboratory for Attosecond Physics (jointly run by LMU Munich and the Max Planck Institute of Quantum Optics) to generate attosecond bursts of high-energy photons of unprecedented intensity. This has made it possible to observe the interaction of multiple photons in a single such pulse with electrons in the inner orbital shell of an atom.

In order to observe the ultrafast electron motion in the inner shells of atoms with short light pulses, the pulses must not only be ultrashort, but very...

Im Focus: Good vibrations feel the force

Eine Gruppe von Forschern um Andrea Cavalleri am Max-Planck-Institut für Struktur und Dynamik der Materie (MPSD) in Hamburg hat eine Methode demonstriert, die es erlaubt die interatomaren Kräfte eines Festkörpers detailliert auszumessen. Ihr Artikel Probing the Interatomic Potential of Solids by Strong-Field Nonlinear Phononics, nun online in Nature veröffentlich, erläutert, wie Terahertz-Laserpulse die Atome eines Festkörpers zu extrem hohen Auslenkungen treiben können.

Die zeitaufgelöste Messung der sehr unkonventionellen atomaren Bewegungen, die einer Anregung mit extrem starken Lichtpulsen folgen, ermöglichte es der...

Im Focus: Good vibrations feel the force

A group of researchers led by Andrea Cavalleri at the Max Planck Institute for Structure and Dynamics of Matter (MPSD) in Hamburg has demonstrated a new method enabling precise measurements of the interatomic forces that hold crystalline solids together. The paper Probing the Interatomic Potential of Solids by Strong-Field Nonlinear Phononics, published online in Nature, explains how a terahertz-frequency laser pulse can drive very large deformations of the crystal.

By measuring the highly unusual atomic trajectories under extreme electromagnetic transients, the MPSD group could reconstruct how rigid the atomic bonds are...

Im Focus: Verlässliche Quantencomputer entwickeln

Internationalem Forschungsteam gelingt wichtiger Schritt auf dem Weg zur Lösung von Zertifizierungsproblemen

Quantencomputer sollen künftig algorithmische Probleme lösen, die selbst die größten klassischen Superrechner überfordern. Doch wie lässt sich prüfen, dass der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Von festen Körpern und Philosophen

23.02.2018 | Veranstaltungen

Spannungsfeld Elektromobilität

23.02.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - April 2018

21.02.2018 | Veranstaltungen

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

Vorstoß ins Innere der Atome

23.02.2018 | Physik Astronomie

Wirt oder Gast? Proteomik gibt neue Aufschlüsse über Reaktion von Rifforganismen auf Umweltstress

23.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Wie Zellen unterschiedlich auf Stress reagieren

23.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

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