Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Auf der Suche nach den Anyonen – Neues Verfahren soll fundamentale Teilchen nachweisen

22.06.2011
Die Quantenphysik kennt zwei fundamentale Teilchensorten: Zu den Bosonen gehören etwa die Photonen des Lichts, während zu den Fermionen unter anderem die Protonen und Neutronen des Atomkerns gezählt werden. Bosonen und Fermionen unterscheiden sich grundlegend in ihrem Verhalten. Das wird in der sogenannten Quantenstatistik festgehalten, die auch für die Identifizierung der Teilchen herangezogen wird.

Seit den 1980er Jahren aber wird eine dritte fundamentale Teilchensorte postuliert: Die Anyonen liegen mit ihrer Quantenstatistik genau zwischen Bosonen und Fermionen.

„Sie wären so etwas wie ein fehlendes Bindeglied zwischen den beiden bisher bekannten fundamentalen Teilchensorten“, sagt der LMU-Physiker Dr. Tassilo Keilmann. „Die Anyonen müssen nach den Gesetzen der Quantentheorie existieren – konnten bislang aber in der Natur noch nicht nachgewiesen werden.“

Unter Keilmanns Leitung ist nun ein internationales Team der Frage nachgegangen, ob sich Anyonen in einem realistischen Experiment künstlich erzeugen lassen. Mit Erfolg: Die – rein theoretisch arbeitenden – Physiker entwickelten das Design für ein Experiment, bei dem herkömmliche Atome in sogenannten optischen Gittern eingefangen werden. Nach den Berechnungen sollten die Wechselwirkungen der Atome dann so manipuliert werden können, dass tatsächlich Anyonen entstehen und nachgewiesen werden können. Während Bosonen und Fermionen dank ihres konstanten Verhaltens jeweils nur einen festgelegten Wert in der Quantenstatistik aufweisen, wäre die exotische Quantenstatistik der Anyonen frei einstellbar und würde zwischen den „Endpunkten“ der Bosonen und Fermionen interpolieren.

„Diese neuen Quantenteilchen könnten sich im Lichtgitter bewegen“, sagt Keilmann. „Noch bedeutender aber ist, dass sie und damit auch ihre Quantenstatistik während des Experiments kontinuierlich veränderbar wären.“ Denkbar wäre dann etwa auch, in einem Test Bosonen kontinuierlich in Anyonen zu verwandeln, bis diese am Ende zu reinen Fermionen werden. Eine solche Verwandlung käme einem neuartigen „statistisch induzierten Quantenphasenübergang“ gleich, so dass die Teilchen etwa für den Bau von Quantencomputern genutzt werden könnten, die herkömmlichen Rechnern weit überlegen sind. „Wir haben den Weg zum ersten Nachweis der Anyonen eröffnet“, sagt Keilmann. „Experimentalphysiker sollen dies nun mit Hilfe bereits laufender Experimente in die Tat umsetzen.“ (suwe)

Publikation:
Statistically induced Phase Transitions and Anyons in 1D Optical Lattices
Tassilo Keilmann, Simon Lanzmich, Ian McCulloch & Marco Roncaglia
Nature Communications
http://dx.doi.org/10.1038/ncomms1353
Ansprechpartner:
Dr. Tassilo Keilmann
Lehrstuhl für Theoretische Nanophysik
Ludwig-MaximiliansUniversität München
Tel.: 0151 2525 9463
E-Mail: tassilo.keilmann@lmu.de

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

Weitere Berichte zu: Anyonen Atom Bosonen Fermionen Quantenstatistik Teilchensorten

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Durchbruch mit einer Kette aus Goldatomen
17.02.2017 | Universität Konstanz

nachricht Zukunftsmusik: Neues Funktionsprinzip zur Erzeugung der „Dritten Harmonischen“
17.02.2017 | Laser Zentrum Hannover e.V.

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: 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...

Im Focus: Breakthrough with a chain of gold atoms

In the field of nanoscience, an international team of physicists with participants from Konstanz has achieved a breakthrough in understanding heat transport

In the field of nanoscience, an international team of physicists with participants from Konstanz has achieved a breakthrough in understanding heat transport

Im Focus: Hoch wirksamer Malaria-Impfstoff erfolgreich getestet

Tübinger Wissenschaftler erreichen Impfschutz von bis zu 100 Prozent – Lebendimpfstoff unter kontrollierten Bedingungen eingesetzt

Tübinger Wissenschaftler erreichen Impfschutz von bis zu 100 Prozent – Lebendimpfstoff unter kontrollierten Bedingungen eingesetzt

Im Focus: Sensoren mit Adlerblick

Stuttgarter Forscher stellen extrem leistungsfähiges Linsensystem her

Adleraugen sind extrem scharf und sehen sowohl nach vorne, als auch zur Seite gut – Eigenschaften, die man auch beim autonomen Fahren gerne hätte. Physiker der...

Im Focus: Weltweit genaueste und stabilste transportable optische Uhr

Optische Strontiumuhr der PTB in einem PKW-Anhänger – für geodätische Untersuchungen, weltweite Uhrenvergleiche und schließlich auch eine neue SI-Sekunde

Optische Uhren sind noch genauer als die Cäsium-Atomuhren, die gegenwärtig die Zeit „machen“. Außerdem benötigen sie nur ein Hundertstel der Messdauer, um eine...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

ANIM in Wien mit 1.330 Teilnehmern gestartet

17.02.2017 | Veranstaltungen

Ökologischer Landbau: Experten diskutieren Beitrag zum Grundwasserschutz

17.02.2017 | Veranstaltungen

Von DigiCash bis Bitcoin

16.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Stammzellen verlassen Blutgefäße in strömungsarmen Zonen des Knochenmarks

17.02.2017 | Biowissenschaften Chemie

LODENFREY setzt auf das Workforce Mangement von GFOS

17.02.2017 | Unternehmensmeldung

50 Jahre JULABO : Erfahrung – Können & Weiterentwicklung!

17.02.2017 | Unternehmensmeldung