Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Stroboskop der Quantenphysiker - Resonator liefert kurze Lichtblitze für verschränkte Photonen

02.02.2010
Ein wichtiger Schritt auf dem Weg zum Quantencomputer ist die Erzeugung und Untersuchung von Systemen aus mehreren verschränkten Quanten. Photonen, die Teilchen des Lichts, eignen sich sehr gut, um solche Quantensysteme herzustellen.

Physikern um Professor Harald Weinfurter von der LMU München und dem MPI für Quantenoptik haben nun im Rahmen des Exzellenzclusters "Munich-Centre for Advanced Photonics" (MAP) eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe die für die Herstellung verschränkter Photonen nötigen ultrakurzen Lichtpulse mit sehr hoher Intensität und in schneller Folge erzeugt werden können. Neben dem Fernziel eines Quantencomputers eröffnen sich neue Möglichkeiten in verschiedenen Anwendungsbereichen, wie etwa der optischen Spektroskopie. (Nature Photonics online, 31. Januar 2010)

"Spukhafte Fernwirkung" nannte Einstein die rätselhafte Wechselwirkung verschränkter Photonen, bei der die Messung des Zustands eines Photons den Zustand des anderen Photons beeinflusst. Ein Ziel der Forscher ist deshalb, viele Photonen zu verschränken und zu untersuchen, was dabei passiert. Dabei geht es nicht nur um die Entwicklung eines Quantencomputers, sondern auch um ein besseres Verständnis der Quantenwelt und die Frage, wie sich die Verschränkung über größere Quantensysteme verteilt. Mehrere verschränkte Photonen können aber nur mit Hilfe ultrakurzer und leistungsstarker Lichtpulse erzeugt werden. Bislang konnten die dafür nötigen hohen Pulsenergien nicht erreicht werden; besonders wenn die einzelnen Lichtpulse stroboskopähnlich kurz, intensiv und genügend schnell hintereinander im ultravioletten Spektralbereich erzeugt werden sollten.

Die Münchener Arbeitsgruppe übertrug nun erstmals eine Methode, die im infraroten Bereich des Lichtspektrums gut funktioniert, auf den energiereicheren ultravioletten (UV) Bereich. Sie setzen dafür einen Resonator ein, um UV-Lichtpulse von nur wenigen Femtosekunden (10-15 Sekunden) Dauer mit hoher Rate (82 MHz) hin und her zu jagen. Dabei addieren sich die Pulse fortlaufend, vorausgesetzt, jeder einfallende Lichtpuls überlagert sich exakt mit den bereits im Resonator umlaufenden Pulsen. Auf diese Weise entstehen ultrakurze Lichtpulse in schneller Folge. Diese Lichtpulse sind mehr als fünfmal stärker als solche, die durch vergleichbare kommerzielle Lasersysteme erzeugt werden können. Mit Hilfe der Lichtpulse wird dann im Resonator ein Kristall angeregt, der verschränkte Photonen aussendet.

Roland Krischek, der diese Resonanzkammer mit konstruiert und erprobt hat, sieht darin große Chancen: "Unser Lichtresonator gibt uns nun die Möglichkeit, die Verschränkung über größere Systeme genauer zu untersuchen". Sein Kollege Witlef Wieczorek ergänzt: "Mit diesem Resonator kann man nicht nur verschränkte Photonen erzeugen, sondern auch Moleküleigenschaften oder den Ladungstransport in Halbleitern studieren." (MAP/suwe)

Publikation:
"Ultraviolet enhancement cavity for ultrafast nonlinear optics and high-rate multiphoton entanglement experiments",
Roland Krischek, Witlef Wieczorek, Akira Ozawa, Nikolai Kiesel, Patrick Michelberger, Thomas Udem and Harald Weinfurter
Nature Photonics online, 31. Januar 2010
DOI: 10.1038/NPHOTON.2009.286
Ansprechpartner:
Professor Harald Weinfurter
Tel.: 089 / 2180 - 2044
Fax: 089 / 2180 - 5032
E-Mail: harald.weinfurter@physik.uni-muenchen.de

Luise Dirscherl | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-muenchen.de/
http://scotty.quantum.physik.uni-muenchen.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Proteintransport - Stau in der Zelle
24.03.2017 | Ludwig-Maximilians-Universität München

nachricht Neuartige Halbleiter-Membran-Laser
22.03.2017 | Universität Stuttgart

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: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Im Focus: Giant Magnetic Fields in the Universe

Astronomers from Bonn and Tautenburg in Thuringia (Germany) used the 100-m radio telescope at Effelsberg to observe several galaxy clusters. At the edges of these large accumulations of dark matter, stellar systems (galaxies), hot gas, and charged particles, they found magnetic fields that are exceptionally ordered over distances of many million light years. This makes them the most extended magnetic fields in the universe known so far.

The results will be published on March 22 in the journal „Astronomy & Astrophysics“.

Galaxy clusters are the largest gravitationally bound structures in the universe. With a typical extent of about 10 million light years, i.e. 100 times the...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungen

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungen

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Förderung des Instituts für Lasertechnik und Messtechnik in Ulm mit rund 1,63 Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise

TU-Bauingenieure koordinieren EU-Projekt zu Recycling-Beton von über sieben Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise