Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Ein universelles Werkzeug für Quantenexperimente

11.02.2013
In einem weltweit einzigartigen Experiment an der Universität Wien ist es nun erstmals gelungen, ein Materiewelleninterferometer aus Licht so zu konstruieren, dass es universell für eine breite Klasse von Teilchen – von Atomen über Moleküle bis hin zu größeren Nanopartikeln – verwendbar ist.
Dabei existiert der Apparat zu keiner Zeit vollständig: Die Lichtgitter, mit denen die Materie manipuliert wird, bestehen aus unsichtbaren Laserblitzen und leuchten nur wenige Milliardstel Sekunden lang. Die PhysikerInnen der Universität Wien rund um Philipp Haslinger und Markus Arndt publizieren das Experiment aktuell im Fachjournal Nature Physics.

Die Materiewelleninterferometrie hat an der Universität Wien eine lange Tradition. Die weltweit ersten Quantenwellen großer Moleküle wurden hier gesehen. Heute sind die ForscherInnen auf der quantenmechanischen Spur immer komplexerer Bausteine der Materie. In einem solchen Experiment soll jedes durchfliegende Molekül Informationen über Orte gewinnen, die nach klassischer Erwartung nicht erreichbar wären.

Synchronisierte Laserblitze als neuer Meilenstein der Quanteninterferometrie

Im Quantennanophysik-Team rund um Markus Arndt von der Universität Wien wurde nun zum ersten Mal eine neue Art der Manipulation von Materie etabliert: Die ForscherInnen erzeugen Gitter aus Laserblitzen, die nur wenige Nanosekunden lang leuchten.
Drei solcher Gitter zusammen bilden ein geschlossenes Interferometer, mit dem die Überlagerung von Quantenzuständen gemessen werden kann, die in unserem Alltag nicht beobachtbar sind.

Durch die präzise Synchronisation der kurzlebigen Gitter können die ForscherInnen viele systematische Fehler früherer Aufbauten radikal ausmerzen. "Die Interferometrie 'in der Zeit' mit gepulsten Lichtgittern wird ein zentrales Element der Quantenphysik mit Nanoteilchen", so Philipp Haslinger, Erstautor der Studie.

"Nano-Lineal": Universell einsetzbarer Prototyp aus Wien

Der Wiener Prototyp ist weltweit einzigartig. Eine Studentin und vier Studenten haben ihn über die letzten Jahre an der Universität Wien berechnet und aufgebaut. Mit dieser Apparatur wurden nun erstmals die Quanteneigenschaften nicht nur einzelner Moleküle, sondern ganzer Cluster aus mehreren Molekülen gezeigt. Im Laufe des Experiments entsteht aufgrund der Quanteninterferenz für wenige Nanosekunden ein periodisches Molekülmuster. Dieses molekulare "Nano-Lineal" ist hochempfindlich auf äußere Einflüsse und kann so in zukünftigen Präzisionsmessungen als ein winziger Maßstab zur Vermessung kleiner Kräfte und Felder verwendet werden.

Das Projekt wurde vom Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF) und dem Bundesministerium für Wissenschaft und Forschung (BMWF) unterstützt. Das Experiment wurde innerhalb des "Vienna Center for Quantum Science and Technology" (VCQ), an der Fakultät für Physik der Universität Wien durchgeführt.

Publikation in Nature Physics:
Philipp Haslinger, Nadine Dörre, Philipp Geyer, Jonas Rodewald, Stefan Nimmrichter & Markus Arndt: A universal matter interferometer with optical ionization gratings in the time-domain. In: Nature Physics (2013)
DOI: 10.1038/NPHYS2542

Detailliertere Informationen unter: http://www.quantumnano.at/otima.3903.html

Wissenschaftliche Kontakte
Univ. Prof. Markus Arndt
Quantennanophysik, VCQ
Universität Wien
1090 Wien, Boltzmanngasse 5
T +43-1-4277-512 10
M +43-664-60277-51210
markus.arndt@univie.ac.at
www.quantumnano.at

Mag. Philipp Haslinger
Quantennanophysik, VCQ
1090 Wien, Boltzmanngasse 5
T +43-1-4277-511 73
M +43-680-4020759
philipp.haslinger@univie.ac.at
www.quantumnano.at
Rückfragehinweis
Mag. Petra Schiefer
Pressebüro der Universität Wien
Forschung und Lehre
1010 Wien, Universitätsring 1
T +43-1-4277-175 33
petra.schiefer@univie.ac.at

Alexandra Frey | Universität Wien
Weitere Informationen:
http://www.univie.ac.at
http://www.quantumnano.at/otima.3903.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht APEX wirft einen Blick ins Herz der Finsternis
25.05.2018 | Max-Planck-Institut für Radioastronomie

nachricht Matrix-Theorie als Ursprung von Raumzeit und Kosmologie
23.05.2018 | 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: Starke IT-Sicherheit für das Auto der Zukunft – Forschungsverbund entwickelt neue Ansätze

Je mehr die Elektronik Autos lenkt, beschleunigt und bremst, desto wichtiger wird der Schutz vor Cyber-Angriffen. Deshalb erarbeiten 15 Partner aus Industrie und Wissenschaft in den kommenden drei Jahren neue Ansätze für die IT-Sicherheit im selbstfahrenden Auto. Das Verbundvorhaben unter dem Namen „Security For Connected, Autonomous Cars (SecForCARs) wird durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung mit 7,2 Millionen Euro gefördert. Infineon leitet das Projekt.

Bereits heute bieten Fahrzeuge vielfältige Kommunikationsschnittstellen und immer mehr automatisierte Fahrfunktionen, wie beispielsweise Abstands- und...

Im Focus: Powerful IT security for the car of the future – research alliance develops new approaches

The more electronics steer, accelerate and brake cars, the more important it is to protect them against cyber-attacks. That is why 15 partners from industry and academia will work together over the next three years on new approaches to IT security in self-driving cars. The joint project goes by the name Security For Connected, Autonomous Cars (SecForCARs) and has funding of €7.2 million from the German Federal Ministry of Education and Research. Infineon is leading the project.

Vehicles already offer diverse communication interfaces and more and more automated functions, such as distance and lane-keeping assist systems. At the same...

Im Focus: Mit Hilfe molekularer Schalter lassen sich künftig neuartige Bauelemente entwickeln

Einem Forscherteam unter Führung von Physikern der Technischen Universität München (TUM) ist es gelungen, spezielle Moleküle mit einer angelegten Spannung zwischen zwei strukturell unterschiedlichen Zuständen hin und her zu schalten. Derartige Nano-Schalter könnten Basis für neuartige Bauelemente sein, die auf Silizium basierende Komponenten durch organische Moleküle ersetzen.

Die Entwicklung neuer elektronischer Technologien fordert eine ständige Verkleinerung funktioneller Komponenten. Physikern der TU München ist es im Rahmen...

Im Focus: Molecular switch will facilitate the development of pioneering electro-optical devices

A research team led by physicists at the Technical University of Munich (TUM) has developed molecular nanoswitches that can be toggled between two structurally different states using an applied voltage. They can serve as the basis for a pioneering class of devices that could replace silicon-based components with organic molecules.

The development of new electronic technologies drives the incessant reduction of functional component sizes. In the context of an international collaborative...

Im Focus: GRACE Follow-On erfolgreich gestartet: Das Satelliten-Tandem dokumentiert den globalen Wandel

Die Satellitenmission GRACE-FO ist gestartet. Am 22. Mai um 21.47 Uhr (MESZ) hoben die beiden Satelliten des GFZ und der NASA an Bord einer Falcon-9-Rakete von der Vandenberg Air Force Base (Kalifornien) ab und wurden in eine polare Umlaufbahn gebracht. Dort nehmen sie in den kommenden Monaten ihre endgültige Position ein. Die NASA meldete 30 Minuten später, dass der Kontakt zu den Satelliten in ihrem Zielorbit erfolgreich hergestellt wurde. GRACE Follow-On wird das Erdschwerefeld und dessen räumliche und zeitliche Variationen sehr genau vermessen. Sie ermöglicht damit präzise Aussagen zum globalen Wandel, insbesondere zu Änderungen im Wasserhaushalt, etwa dem Verlust von Eismassen.

Potsdam, 22. Mai 2018: Die deutsch-amerikanische Satellitenmission GRACE-FO (Gravity Recovery And Climate Experiment Follow On) ist erfolgreich gestartet. Am...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Im Fokus: Klimaangepasste Pflanzen

25.05.2018 | Veranstaltungen

Größter Astronomie-Kongress kommt nach Wien

24.05.2018 | Veranstaltungen

22. Business Forum Qualität: Vom Smart Device bis zum Digital Twin

22.05.2018 | Veranstaltungen

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

Berufsausbildung mit Zukunft

25.05.2018 | Unternehmensmeldung

Untersuchung der Zellmembran: Forscher entwickeln Stoff, der wichtigen Membranbestandteil nachahmt

25.05.2018 | Interdisziplinäre Forschung

Starke IT-Sicherheit für das Auto der Zukunft – Forschungsverbund entwickelt neue Ansätze

25.05.2018 | Informationstechnologie

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