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 Wieso Radium-Monofluorid den Blick ins Universum fundamental verändern kann
28.05.2020 | Universität Kassel

nachricht Verlustfreie Stromleitung an den Kanten
25.05.2020 | Universität Basel

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: Neuartiges Covid-19-Schnelltestverfahren auf Basis innovativer DNA-Polymerasen entwickelt

Eine Forschungskooperation der Universität Konstanz unter Federführung von Professor Dr. Christof Hauck (Fachbereich Biologie) mit Beteiligung des Klinikum Konstanz, eines Konstanzer Diagnostiklabors und des Konstanzer Unternehmens myPOLS Biotec, einer Ausgründung aus der Arbeitsgruppe für Organische Chemie / Zelluläre Chemie der Universität Konstanz, hat ein neuartiges Covid-19-Schnelltestverfahren entwickelt. Dieser Test ermöglicht es, Ergebnisse in der Hälfte der Zeit zu ermitteln – im Vergleich zur klassischen Polymerase-Ketten-Reaktion (PCR).

Die frühe Identifikation von Patienten, die mit dem neuartigen Coronavirus (SARS-CoV-2) infiziert sind, ist zentrale Voraussetzung bei der globalen Bewältigung...

Im Focus: Textilherstellung für Weltraumantennen startet in die Industrialisierungsphase

Im Rahmen des EU-Projekts LEA (Large European Antenna) hat das Fraunhofer-Anwendungszentrum für Textile Faserkeramiken TFK in Münchberg gemeinsam mit den Unternehmen HPS GmbH und Iprotex GmbH & Co. KG ein reflektierendes Metallnetz für Weltraumantennen entwickelt, das ab August 2020 in die Produktion gehen wird.

Beim Stichwort Raumfahrt werden zunächst Assoziationen zu Forschungen auf Mond und Mars sowie zur Beobachtung ferner Galaxien geweckt. Für unseren Alltag sind...

Im Focus: Biotechnologie: Enzym setzt durch Licht neuartige Reaktion in Gang

In lebenden Zellen treiben Enzyme biochemische Stoffwechselprozesse an. Auch in der Biotechnologie sind sie als Katalysatoren gefragt, um zum Beispiel chemische Produkte wie Arzneimittel herzustellen. Forscher haben nun ein Enzym identifiziert, das durch die Beleuchtung mit blauem Licht katalytisch aktiv wird und eine Reaktion in Gang setzt, die in der Enzymatik bisher unbekannt war. Die Studie ist in „Nature Communications“ erschienen.

Enzyme – in jeder lebenden Zelle sind sie die zentralen Antreiber für biochemische Stoffwechselprozesse und machen dort Reaktionen möglich. Genau diese...

Im Focus: Biotechnology: Triggered by light, a novel way to switch on an enzyme

In living cells, enzymes drive biochemical metabolic processes enabling reactions to take place efficiently. It is this very ability which allows them to be used as catalysts in biotechnology, for example to create chemical products such as pharmaceutics. Researchers now identified an enzyme that, when illuminated with blue light, becomes catalytically active and initiates a reaction that was previously unknown in enzymatics. The study was published in "Nature Communications".

Enzymes: they are the central drivers for biochemical metabolic processes in every living cell, enabling reactions to take place efficiently. It is this very...

Im Focus: Innovative Sensornetze aus Satelliten

In Würzburg werden vier Kleinst-Satelliten auf ihren Start vorbereitet. Sie sollen sich in einer Formation bewegen und weltweit erstmals ihre dreidimensionale Anordnung im Orbit selbstständig kontrollieren.

Wenn ein Gegenstand wie der Planet Erde komplett ohne tote Winkel erfasst werden soll, muss man ihn aus verschiedenen Richtungen ansehen und die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Gebäudewärme mit "grünem" Wasserstoff oder "grünem" Strom?

26.05.2020 | Veranstaltungen

Dresden Nexus Conference 2020 - Gleicher Termin, virtuelles Format, Anmeldung geöffnet

19.05.2020 | Veranstaltungen

Urban Transport Conference 2020 in digitaler Form

18.05.2020 | Veranstaltungen

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

Wie sich Nervenzellen zum Abruf einer Erinnerung gezielt reaktivieren lassen

29.05.2020 | Biowissenschaften Chemie

Wald im Wandel

29.05.2020 | Agrar- Forstwissenschaften

Schwarzer Stickstoff: Bayreuther Forscher entdecken neues Hochdruck-Material und lösen ein Rätsel des Periodensystems

29.05.2020 | Materialwissenschaften

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