Quanteneffekte mit Schwung 

31. Jänner 2015, 17:40
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Physiker Simon Gröblacher untersucht die Interaktion von Licht und Materie

Wien - "Gequetschtes Licht", die Heisenbergsche Unschärferelation und Quantenzustände mechanischer Schwingungssysteme - das sind die Dinge, mit denen sich Simon Gröblacher bei seiner täglichen Arbeit herumschlägt. Der Quantenphysiker, der vor kurzem eine Assistenzprofessur an der Universität Delft in den Niederlanden angetreten hat, hat sich im Feld der Quantenoptomechanik spezialisiert. Dabei geht es nicht nur um den Quantenzustand kleinster Teilchen, sondern größerer mechanischer Objekte, die aus mehreren Billiarden Atomen bestehen.

Gröblacher lässt diese sogenannten Oszillatoren mit Lichtstrahlen wechselwirken, um Quanteneffekte nachzuweisen. "Wir verwenden normale Materialien wie Silizium. Durch eine spezielle Struktur wird es zu einem hochreflektierenden Spiegel", sagt er. "Wenn der Oszillator mit Licht interagiert, zeigt sich ein Quantenverhalten, das sowohl die Schwingungsdynamik als auch die Lichteigenschaften beeinflusst." Die Ergebnisse der Forschung könnten zum Beispiel neuartigen optischen Sensoren zugutekommen.

Bis 2014 forschte Gröblacher als Postdoc am California Institute of Technology (Caltech). Für seinen Beitrag bei einer Veröffentlichung im renommierten Fachjournal Nature wurde er vergangenen Herbst mit einem Ascina Award in der Kategorie Young Scientist ausgezeichnet. Das Netzwerk Austrian Scientists and Scholars in North America prämiert jährlich gemeinsam mit dem Wissenschaftsministerium außergewöhnliche Arbeiten österreichischer Forscher in Nordamerika.

In der Studie beschreiben Gröblacher und Kollegen einen Versuch im Bereich der Quantenfluktuationen von Licht. Dieses Rauschen ist in allen Eigenschaften des Lichts - Wellenlänge, Frequenz, Amplitude und Phase - zu finden. Die Forscher haben eine Möglichkeit gefunden, mithilfe optomechanischer Systeme, die Unschärfe von einer Eigenschaft zur nächsten zu verschieben: "Das Gesamtrauschen bleibt dasselbe, aber man kann es etwa im Bereich der Phase minimieren und dafür in der Amplitude erhöhen." Diesen Vorgang bezeichnen die Quantenphysiker als "Quetschen von Licht". Das Ergebnis könnte sich für ultragenaue Messungen als nützlich erweisen.

Über seine Zeit in den USA sagt Gröblacher, dass es für ihn wichtig gewesen sei, auch eine andere Forschungskultur kennenzulernen. "Die Motivation der Wissenschafter ist im Durchschnitt dort viel größer", sagt er. "In Wien gibt es Spitzenforschung in einzelnen Bereichen, dort gibt es Unis, die in ganz vielen Bereichen Top-Forscher anziehen." In Europa sei es schwieriger, die besten Talente anzuwerben. Der Zusammenballung von Geld und Talenten in wenige Top-Unis in den USA steht er dennoch kritisch gegenüber.

Delft bietet dem 1980 in Krems geborenen Quantenphysiker, der in Wien mit Anton Zeilinger forschte, alles, was er braucht: beste Ausstattung, ein interessantes Umfeld, eine gute finanzielle Situation. Nach Österreich - und damit zum heimatlichen Weinberg - zurückzukommen, schließt der Sohn eines Hobbywinzers nicht aus. "Es hängt davon ab, wo ich die besten Möglichkeiten habe. Bis jetzt fehlt das passende Angebot aus Österreich noch." (Alois Pumhösel, DER STANDARD, 28.1.2015)

  • Quantenphysiker  Simon Gröblacher  "quetscht" das Licht.
    foto: privat

    Quantenphysiker Simon Gröblacher "quetscht" das Licht.

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