Neues Verfahren von Wiener Physikern erlaubt Blick auf Quantenphänomene an Objekten unserer Alltagswelt
Wien - Üblicherweise spielen quantenphysikalische Phänomene nur in
sehr kleinen Maßstäben eine Rolle. Doch Wissenschaftern gelingt es zunehmend,
diese Quanteneffekte an immer größeren Objekten nachzuweisen. Wiener Physiker
haben nun ein Verfahren entwickelt, das in bisher unerreichter Genauigkeit das
schwer nachzuweisende Quantenverhalten von größeren Objekten beleuchtet. Die
Wissenschaftszeitschrift "PNAS" berichtet darüber in ihrer neuen Ausgabe.
Weltweit widmen sich Physiker der nach wie vor offenen Frage, inwieweit
Quantenphänomene an Objekten unserer Alltagswelt beobachtbar sind.
Quantenexperimente werden deshalb an immer größeren und schwereren Objekten
durchgeführt. Doch der Schritt zur makroskopischen Quantenphysik ist nicht so
einfach. Denn je größer und schwerer die im Experiment verwendeten Objekte sind,
desto schwieriger wird es, Quanteneffekte sichtbar zu machen.
Verhaltensänderung unter Beobachtung
Das Problem ist, dass bei solchen Experimenten "die Objekte kontinuierlich
beobachtet werden. Dadurch werden allerdings die meisten Quantenphänomene
verwaschen", ähnlich wie auf einem Foto eine schnelle Bewegung verschwommen
erscheint, erklärte Michael Vanner vom Vienna Center for Quantum Science and
Technology (VCQ) an der Universität Wien, der gemeinsam mit Markus Aspelmeyer
und einem internationalen Forscherteam das neue Verfahren entwickelt hat. Der
Grund ist, dass sich in der Quantenwelt beobachtete Objekte anderes verhalten
als im unbeobachteten Zustand.
Bei der neuen Methode der "gepulsten Quanten-Optomechanik" werden ähnlich
einem Blitzlicht Laserpulse verwendet, die Quantenmessungen an großen Objekten
mit bisher unerreichter Genauigkeit ermöglichen. "Die Lichtpulse frieren die
Bewegung sozusagen ein und erzeugen dadurch ein gestochen scharfes Bild des
Quantenverhaltens", so Vanner in einer Aussendung der Uni Wien.
Mit freiem Auge sichtbar
Die Wissenschafter erwarten, mit dem neuen Verfahren einen gänzlich neuen
Blick in die Quantenwelt von Objekten werfen zu können, die größer und schwerer
als die bisher untersuchten sind. So wollen sie die Methode etwa für ihre
Experimente mit sogenannten mikro-mechanischen Resonatoren anwenden. Diese sind
einem Sprungbrett in einem Schwimmbad vergleichbare schwingende Objekt mit einer
Breite von etwa 50 Mikrometer und einer Länge von 150 Mikrometer - also schon
mit freiem Auge sichtbar. Die Wissenschafter arbeiten daran, Quanteneffekte auf
solch ein mechanisches System zu übertragen und wollen u.a. herausfinden, ob
solch makroskopische, mechanische Objekte in künftigen Quanten-Technologien
eingesetzt werden können. (red/APA)
