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Quantenmechanik: Atominterferometrie mit verschränkten Teilchen

Heidelberger Forscher konnten zeigen, dass sich die Präzision von Atominterferometern, die beispielsweise die Grundlage von extrem genauen Uhren bilden, um ein Vielfaches steigern lässt, wenn die Atome quantenmechanisch miteinander verschränkt werden.
Mit verschränkten Atomen betriebenes Atominterferometer
Seit Louis de Broglie 1924 die Hypothese formulierte, dass materielle Teilchen auch Welleneigenschaften haben, ist diese Grundaussage der Quantenmechanik in unzähligen Experimenten eindrucksvoll belegt worden. Lichtwellen können sich gegenseitig verstärken oder auslöschen und so Interferenzmuster von hellen und dunklen Streifen erzeugen. Den gleichen Effekt zeigen Elektronen, Atome oder Moleküle; nur ist ihre Wellenlänge um Größenordnungen kleiner als die von sichtbarer Strahlung. Das aber macht sie für Präzisionsmessungen in so genannten Interferometern, die beispielsweise die Grundlage von Atomuhren bilden, gerade besonders interessant. Zwar ist es dazu erforderlich, die Atome auf Temperaturen nahe am absoluten Nullpunkt (- 273,15 Grad Celsius) zu kühlen und dann in Magnet- oder Lichtfallen einzuschließen. Doch Methoden dafür gibt es inzwischen. Das Prinzip eines Atominterferometers ist einfach. Ähnlich wie Licht in einem herkömmlichen Interferometer...

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