Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

"Superatome" für Quantencomputer

14.12.2007
Stuttgarter Physiker untersuchen Rydberg-Atome in Bose-Einstein-Kondensaten

So genannte Rydberg-Atome, benannt nach dem Schwedischen Physiker Johannes Rydberg, sind mehrere tausend Mal größer als normale Atome. Physiker der Arbeitsgruppe von Professor Tilman Pfau vom 5. Physikalischen Institut der Universität Stuttgart berichten nun über die Untersuchung von hochangeregten Rydberg-Atomen in einem Bose-Einstein-Kondensat. Daraus ergeben sich neue Ansätze zur Untersuchung quantenphysikalischer Phänomene. Die Stuttgarter Physiker stellten fest, dass sich Rydberg-Atome durch starke gegenseitige Wechselwirkungen zu einem so genannten "Superatom" zusammentun.

Ein solches Superatom umfasst bis zu 10.000 Atome, welche gemeinsam eine einzige Rydberg-Anregung teilen. In einem weiteren Experiment zeigten die Wissenschaftler, dass trotz der starken Wechselwirkungen die Anregung kohärent erfolgt, was für die Anwendung in Quanten-Computerkonzepten unverzichtbar ist. Über die Ergebnisse berichteten die Stuttgarter Forscher in den international renommierten Physical Review Letters*). Die Publikation ist in diesem Jahr bereits die dritte Veröffentlichung der Gruppe in Folge zum Thema kohärente Rydberg-Anregung ultrakalter Atome.

Das locker gebundene Elektron von Rydberg-Atomen reagiert besonders empfindlich auf elektrische Felder und andere Rydberg-Atome in der Nähe. So können sich Rydberg-Atome über Distanzen von etwa fünf Mikrometern hinweg fühlen. Das entspricht dem 50-fachen ihrer eigenen Größe und ist halb so groß wie ein rotes Blutkörperchen. Für Atome sind das gigantische Entfernungen. Außerdem kann in dem gut geschützten Kernspin von Rydberg-Atomen Quanten-Information gespeichert werden, weswegen die "Superatome" auch als mögliche Systeme gehandelt werden, um einen Quanten-Computer zu realisieren. Mit Rydberg-Atomen in einem Bose-Einstein-Kondensat hat man darüber hinaus ein Modell-System zur Verfügung, um Fragen der Vielteilchen-Physik, neuartige Moleküle sowie Störstellen in einem Quantengas zu untersuchen. Es wird erwartet, dass sich solche Störstellen völlig reibungsfrei in dem Gas bewegen können.

... mehr zu:
»Atom »Rydberg »Rydberg-Atom

Weitere Informationen bei Prof. Tilman Pfau, 5. Physikalisches Institut, Tel. 0711/685-68025, e-mail t.pfau@physik.uni-stuttgart.de; http://prl.aps.org/

*) Rolf Heidemann, Ulrich Raitzsch, Vera Bendkowsky, Björn Butscher, Robert Löw, Tilman Pfau: "Rydberg excitation of Bose-Einstein condensates",

arXive: cond-mat 0710.5622; Physical Review Letters in press (2007)

Ulrich Raitzsch, Vera Bendkowsky, Rolf Heidemann, Björn Butscher, Robert Löw, Tilman Pfau: "An echo experiment in a strongly interacting Rydberg gas"

Physical Review Letters in press; arXive: quant-phys 0706.2639 (2007)

Rolf Heidemann, Ulrich Raitzsch, Vera Bendkowsky, Björn Butscher, Robert Löw, Luis Santos, Tilman Pfau: "Evidence for coherent collective Rydberg excitation in the strong blockade regime", Physical Review Letters. 99, 163601 (2007)

Ursula Zitzler | idw
Weitere Informationen:
http://prl.aps.org/
http://www.uni-stuttgart.de/

Weitere Berichte zu: Atom Rydberg Rydberg-Atom

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Fehlersuche in der Quantenwelt
19.09.2018 | Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich)

nachricht Extrem klein und schnell: Laser zündet heißes Plasma
18.09.2018 | Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf

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: Der Truck der Zukunft

Lastkraftwagen (Lkw) sind für den Gütertransport auch in den kommenden Jahrzehnten unverzichtbar. Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen der Technischen Universität München (TUM) und ihre Partner haben ein Konzept für den Truck der Zukunft erarbeitet. Dazu zählen die europaweite Zulassung für Lang-Lkw, der Diesel-Hybrid-Antrieb und eine multifunktionale Fahrerkabine.

Laut der Prognose des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur wird der Lkw-Güterverkehr bis 2030 im Vergleich zu 2010 um 39 Prozent steigen....

Im Focus: Extrem klein und schnell: Laser zündet heißes Plasma

Feuert man Lichtpulse aus einer extrem starken Laseranlage auf Materialproben, reißt das elektrische Feld des Lichts die Elektronen von den Atomkernen ab. Für Sekundenbruchteile entsteht ein Plasma. Dabei koppeln die Elektronen mit dem Laserlicht und erreichen beinahe Lichtgeschwindigkeit. Beim Herausfliegen aus der Materialprobe ziehen sie die Atomrümpfe (Ionen) hinter sich her. Um diesen komplexen Beschleunigungsprozess experimentell untersuchen zu können, haben Forscher aus dem Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) eine neuartige Diagnostik für innovative laserbasierte Teilchenbeschleuniger entwickelt. Ihre Ergebnisse erscheinen jetzt in der Fachzeitschrift „Physical Review X“.

„Unser Ziel ist ein ultrakompakter Beschleuniger für die Ionentherapie, also die Krebsbestrahlung mit geladenen Teilchen“, so der Physiker Dr. Thomas Kluge vom...

Im Focus: Bio-Kunststoffe nach Maß

Zusammenarbeit zwischen Chemikern aus Konstanz und Pennsylvania (USA) – gefördert im Programm „Internationale Spitzenforschung“ der Baden-Württemberg-Stiftung

Chemie kann manchmal eine Frage der richtigen Größe sein. Ein Beispiel hierfür sind Bio-Kunststoffe und die pflanzlichen Fettsäuren, aus denen sie hergestellt...

Im Focus: Patented nanostructure for solar cells: Rough optics, smooth surface

Thin-film solar cells made of crystalline silicon are inexpensive and achieve efficiencies of a good 14 percent. However, they could do even better if their shiny surfaces reflected less light. A team led by Prof. Christiane Becker from the Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) has now patented a sophisticated new solution to this problem.

"It is not enough simply to bring more light into the cell," says Christiane Becker. Such surface structures can even ultimately reduce the efficiency by...

Im Focus: Mit Nano-Lenkraketen Keime töten

Wo Antibiotika versagen, könnten künftig Nano-Lenkraketen helfen, multiresistente Erreger (MRE) zu bekämpfen: Dieser Idee gehen derzeit Wissenschaftler der Universität Duisburg-Essen (UDE) und der Medizinischen Hochschule Hannover nach. Zusammen mit einem führenden US-Experten tüfteln sie an millionstel Millimeter kleinen Lenkraketen, die antimikrobielles Silber zielsicher transportieren, um MRE vor Ort zur Strecke zu bringen.

In deutschen Krankenhäusern führen die MRE jährlich zu tausenden, teils lebensgefährlichen Komplikationen. Denn wer sich zum Beispiel nach einer Implantation...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Internationale Experten der Orthopädietechnik tagen in Göttingen

19.09.2018 | Veranstaltungen

Von den Grundlagen bis zur Anwendung - Internationale Elektrochemie-Tagung in Ulm

18.09.2018 | Veranstaltungen

Unbemannte Flugsysteme für die Klimaforschung

18.09.2018 | Veranstaltungen

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

Fester Platz im Unternehmen - 36 Auszubildende und Studierende der Friedhelm Loh Group erhalten Zeugnisse

19.09.2018 | Unternehmensmeldung

Virtual Reality ohne Kopfschmerz oder Simulationsübelkeit

19.09.2018 | Informationstechnologie

Kaiserslauterer Architekten setzen Holzkuppel dank Software einfach wie Puzzle zusammen

19.09.2018 | Architektur Bauwesen

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