Weltneuheit erforscht

An der Universität Siegen ist am Lehrstuhl für Experimentelle Quantenoptik eine Weltneuheit erforscht worden. Die Forschergruppe um Prof. Dr. Christof Wunderlich hat, gemeinsam mit Forschern aus Ulm und Jerusalem, ein neues Verfahren für ein ultra-empfindliches Magnetometer entwickelt und erstmalig experimentell demonstriert.

Es wurde gezeigt, dass mit Hilfe dieses Verfahrens empfindlichere Messungen als je zuvor – mit einem einzelnen Atom als Sensor – möglich sind. Magnetische Felder können somit wesentlich genauer untersucht werden. Die Forschungsergebnisse aus der experimentellen Quantenoptik sind Thema in einem Artikel in der Fachzeitschrift „Physical Review Letters“.

Präzisionsmessungen spielen oft eine entscheidende Rolle für neue Entdeckungen in den Naturwissenschaften. Heutzutage ist die Messung elektromagnetischer Felder mit extremer Empfindlichkeit besonders wichtig in verschiedenen Teildisziplinen der Physik und auch in den Life Sciences.

Doch der Frequenzbereich üblicher Magnetometer ist begrenzt, noch dazu versagen diese häufig außerhalb einer speziell geschützten und gekühlten Umgebung. Das Magnetometer, das Prof. Wunderlich und sein Team entwickelt haben, kann dagegen in einem Frequenzspektrum noch nie dagewesener Breite arbeiten und ist robust gegenüber magnetischen Störungen, welche sonst die Empfindlichkeit des Sensors reduzieren könnten. Die Empfindlichkeit des neuen Verfahrens liegt dabei nah an einer Grenze, die allein die Quantenmechanik vorgibt.

Das Siegener Konzept sollte zum Beispiel übertragbar sein auf bereits existierende Magnetfeldsensoren, die in den Life Sciences zur Untersuchung der Funktion von Zellen oder Proteinmolekülen eingesetzt werden. Diese Sensoren könnten dank des neuen Verfahrens noch empfindlicher messen.