Glückliche Exzellenzen im Quanten-Land

9. Oktober 2007, 21:38
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Universität und TU Wien starten ein Doktorandenkolleg für komplexe Quantensysteme

"Man kann nur gute Forschung betreiben, wenn man glücklich ist", meint Frank Verstraete. Diesen Montag fiel der Startschuss für die "Vienna Graduate School on Complex Quantum Systems" (kurz: CoQuS). "Glückliche Studierende" erhofft sich der gebürtige Belgier von diesem Programm.

Trotz zahlreicher Angebote aus aller Welt konnte der international angesehene Physiker für die Uni Wien gewonnen werden, um das CoQuS-Programm zu unterstützen. "Um die Quantenmechanik auf fundamentaler Ebene zu erforschen, gibt es keinen besseren Ort als Österreich", meint Verstraete, der seit Oktober in Wien Professor ist. Zwischen Anton Zeilinger an der Uni Wien, Jörg Schmiedmayr an der TU und Peter Zoller in Innsbruck wäre Österreich ein "interessantes Umfeld".

Um Wien auch zu einem Exzellenzzentrum für junge Quantenphysik-Studierende aus aller Welt zu machen, wird das CoQuS-Doktorandenkolleg vom Wissenschaftsfonds FWF mit über einer Million Euro finanziert. "89 Bewerbungen aus 30 Nationen gingen ein", weiß CoQuS-Sprecher Markus Arndt, Professor für Quantenoptik an der Uni Wien. Noten, Empfehlungen, Preise, Publikationen und Gespräche waren die Kriterien, nach denen die 13 "Kokusnüsse", wie Arndt die CoQuS-Studierenden freundschaftlich nennt, ausgewählt wurden.

Organisiert wird das Programm gemeinsam von der Uni Wien und der TU-Wien. Die Forschungsschwerpunkte sind weit gestreut. Eines der großen Themen sind Quanteninterferenz-Experimente. In diesen wird gezeigt, dass selbst massive Teilchen Wellencharakter haben. Zusammen mit Arndt betreibt CoQuS-Doktorand Stefan Gerlich Interferenz-Experimente mit Molekülen. Er lässt massive Teilchen durch ein Gitter fallen, wie Lichtwellen werden diese am Gitter gebeugt - das entstehende Interferenzmuster liefert den Beweis für die Wellennatur massiver Teilchen. "Was mich fasziniert, ist, wenn sich massive Teilchen, die man unter dem Mikroskop ansehen kann, nicht mehr wie Teilchen verhalten, wenn man sie durch ein Gitter schießt", meint Gerlich.

Verschränkung

Ein anderer Schwerpunkt des CoQuS-Kollegs ist Verschränkung - sie ist ein fundamentales Prinzip in der Quantenphysik: Sind zwei Teilchen miteinander verschränkt, besteht eine Korrelation zwischen ihnen, sodass bei der Messung eines Teilchens sofort auch die Eigenschaften des anderen Teilchens bestimmt sind. Verschränkung steht im Zentrum der Teleportationsexperimente von Zeilinger und den Theoriearbeiten von Verstraete.

CoQuS-Student Simon Gröblacher nutzt das Prinzip der Verschränkung um quantenmechanische Eigenschaften von makroskopischen Objekten zu zeigen: Er kühlt einen Spiegel auf eine Temperatur von 300 Milli-Kelvin. In dieser Nähe des absoluten Nullpunktes ist die thermische Bewegung so gering, dass die quantenmechanische Grundschwingung des Spiegels beobachtet werden kann. "An die Grundfeste der Quantenphysik zu stoßen", ist für Gröblacher die Faszination des Forschungsgebiets.

"Ich wollte schon immer eine akademische Laufbahn einschlagen", erklärt Iva Brezinova, die einzige Frau des Kollegs, warum sie sich beworben hat. Sie fasziniert an der Physik der "Versuch zu verstehen, wie die Natur funktioniert und die Grenzen, an die man dabei mit den heutigen Anschauungen stößt". (Tanja Traxler/DER STANDARD, Printausgabe, 10.10.2008)

  • Die Quantenphysik ist das Fundament für unser Verständnis der Natur und eröffnet uns damit neue Technologien, wie Quanten-Teleportation.
    foto: der standard/garner

    Die Quantenphysik ist das Fundament für unser Verständnis der Natur und eröffnet uns damit neue Technologien, wie Quanten-Teleportation.

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