Innsbrucker Quantenforschung unter Physik-Durchbrüchen des Jahres

13. Dezember 2013, 18:30
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"Physics World" erstellte seine jährliche Top Ten - darunter auch Erzeugung eines Bose-Einstein-Kondensats durch Laserkühlung

Innsbruck/Wien - Innsbrucker Wissenschafter haben es unter die vom Fachjournal "Physics World" gekürten Physik-Highlights des Jahres geschafft. Als einer der am Freitag veröffentlichten zehn wichtigsten physikalischen Durchbrüche des Jahres 2013 wurde die weltweit erste Erzeugung eines Bose-Einstein-Kondensats durch reine Laserkühlung, die dem Experimentalphysiker Florian Schreck in Innsbruck gelungen ist.

Die Durchbrüche

"Physics World", ein Magazin des britischen Institute of Physics (IOP), kürt alljährlich die zehn Durchbrüche des Jahres in diesem Wissenschaftsgebiet. Als der physikalische Durchbruch des Jahres - also an erster Stelle gereiht - wurde der erstmalige Nachweis hochenergetischer kosmischer Neutrinos durch das in der Antarktis angesiedelte Projekt IceCube gewertet. Dazu kommen unter anderem der erstmalige Nachweis von birnenförmigen Atomkernen, die präziseste Messung der kosmischen Mikrowellen-Hintergrundstrahlung durch den europäischen Satelliten "Planck", die Speicherung von Quanteninformation mit der Rekorddauer von 39 Minuten bei Zimmertemperatur und der erste Computer aus Kohlenstoffröhrchen.

Auch eine Entwicklung des Instituts für Quantenoptik und Quanteninformation (IQOQI) der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW) in Innsbruck hat es heuer unter die Top-Ten geschafft. Die 1995 erstmals erzeugten Bose-Einstein-Kondensate eröffneten einen neuen Weg für die Erforschung der Quantenwelt. Ihre Erzeugung war bisher allerdings kompliziert.

Hintergrund

Atome werden dazu in einer magnetischen Falle gefangen und mit einem Laser nahe an den absoluten Nullpunkt (minus 273,15 Grad Celsius) abgekühlt. Um die Temperatur zu erreichen, bei der sie den außergewöhnlichen quantenphysikalischen Zustand eines Bose-Einstein-Kondensats einnehmen, musste eine weitere Kühlmethode verwendet werden. Bei dieser Verdampfungskühlung werden Teilchen mit noch höherer Temperatur aus der Falle entlassen und dadurch die verbleibende Atomwolke immer stärker abgekühlt. Dadurch gehen allerdings bis zu 99 Prozent der Atome verloren.

Florian Schreck und sein Team haben einen Weg gefunden, wie auf diesen letzten Schritt verzichtet und nur mit Laser gekühlt werden kann. Das neue Verfahren sei einfacher, schneller und wesentlich effizienter als die bisherige Methode. Zudem können die Physiker damit ihr Bose-Einstein-Kondensat ständig erneuern. "Wir hoffen, dass mit diesem neuen Ansatz Bose-Einstein-Kondensate noch breiter eingesetzt werden können, zum Beispiel in zukünftigen Atomuhren oder Atomlasern", so Schreck.

Neue Wirkungsstätte

Der Wissenschafter, der heuer einen mit zwei Millionen Euro dotierten "Consolidator Grant" des Europäischen Forschungsrats (ERC) erhalten hat, ist Anfang Dezember mit seinem Team an die Universität Amsterdam übersiedelt ist, wo er zum Professor berufen wurde. (APA/red, derStandard.at, 13. 12. 2013)

  • Internationale Anerkennung für den Innsbrucker - und mittlerweile Amsterdamer - Quantenforscher Florian Schreck.
    foto: iqoqi

    Internationale Anerkennung für den Innsbrucker - und mittlerweile Amsterdamer - Quantenforscher Florian Schreck.

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