Die Atomdompteure aus Tirol

30. Jänner 2007, 17:35
posten

2006 unter den Top 6: Innsbrucker Quantenphysiker sorgen mit ihren Experimenten ein weiteres Mal für internationale Furore

Wenn wir in ein paar Jahrzehnten Quantencomputer auf unseren Schreibtischen stehen haben werden, dann wird ein nicht unwesentlicher Teil der wissenschaftlichen Grundlagen dafür in Innsbruck gelegt worden sein. Denn spätestens seit Mitte der Neunzigerjahre hat sich Tirols Hauptstadt als eines der weltweit führenden Forschungszentren für Quantenphysik und Quantenoptik etabliert.

2006 unter den Top 6

Eine der jüngsten Anerkennungen für die Forscher des Instituts für Experimentalphysik der Universität Innsbruck und des Instituts für Quantenoptik und Quanteninformation der Österreichischen Akademie der Wissenschaften: Eine ihrer Entdeckungen aus dem Vorjahr wurde vergangene Woche vom US-amerikanischen Magazin Discover zu einer der sechs Physik-Durchbrüche des Jahres 2006 gekürt.

Im Juni 2006 konnten die Innsbrucker Physiker in der Zeitschrift Nature über ein überraschendes Experiment berichten: In Zusammenarbeit mit den Theoretikern rund um Andrew Daley und Peter Zoller war es den Experimentalphysikern um Johannes Hecker Denschlag und Rudolf Grimm erstmals gelungen, so genannte repulsive, also "widerspenstige" Atompaare vereint beobachten zu können. Dazu benutzten sie ein Bose-Einstein-Kondensat aus Rubidium-Atomen, also ein extremer Aggregatzustand von Teilchen durch Abkühlung nahe dem absoluten Nullpunkt. Um dieses Quantenobjekt legten sie langsam ein dreidimensionales, optisches Gitter aus Laserstrahlen. Überall dort, wo zwei Atome an einem Gitterplatz zu liegen kamen, bildete sich ein repulsiv gebundenes Paar. Obwohl sich die Atome abstoßen, konnten sie den Gitterplatz nicht verlassen, weil sie sich daran gegenseitig hindern. Wie Andrew Daley erläutert, kann dieses Experiment "für die Simulation von sehr abstrakten Modellen verwendet und so auch in der Entwicklung eines zukünftigen Quantencomputers eingesetzt werden". Ebenfalls unter die sechs Top-Physik-Storys des Vorjahrs wählten die Discover-Redakteure übrigens ein Quantenteleportationsexperiment, an dem der spanische Quantenphysiker Ignacio Cirac beteiligt war, der von 1996 bis 2001 ebenfalls in Innsbruck forschte und jetzt Direktor des Max-Planck-Instituts für Quantenoptik in Garching bei München ist.

Neuer Durchbruch

In Innsbruck wird auch nach der Auszeichnung fleißig an den rätselhaften widerspenstigen Atomen weitergeforscht. Die neueste Erkenntnis der Tiroler Atomdompteure: Neben der Ausbildung einer repulsiven Bindung können die Atompaare auch so manipuliert werden, dass sie eine echte chemische Bindung eingehen. Die Forscher um Johannes Hecker Denschlag konnten nun erstmals demonstrieren, wie man mithilfe von Laserpulsen gezielt zwischen verschiedenen Bindungszuständen der Moleküle hin- und herwechseln kann. Dies geschieht mit hoher Effizienz und mit genau definierten Quantenzuständen der Teilchen. Die Forscher berichteten darüber letzte Woche in der renommierten Fachzeitschrift Physical Review Letters. (Klaus Taschwer/DER STANDARD, Print-Ausgabe, 31.1. 2007)

  • Gruppenbild ohne Atome: Innsbrucker Quantenphysiker um Peter Zoller u. Rudolf Grimm (1. u. 2. v. li.) legen heute Grundlagen für den Quantencomputer von morgen.
    foto: institut für experimentalphysik, uni innsbruck

    Gruppenbild ohne Atome: Innsbrucker Quantenphysiker um Peter Zoller u. Rudolf Grimm (1. u. 2. v. li.) legen heute Grundlagen für den Quantencomputer von morgen.

Share if you care.