Direkt zum Inhalt
Login erforderlich
Dieser Artikel ist Abonnenten mit Zugriffsrechten für diese Ausgabe frei zugänglich.

Physik: Quantenzigarren in rätselhaftem Gleichtakt

Wissenschaftler haben zwei ungewöhnlich geformte ultrakalte Atomwolken quantenmechanisch gekoppelt. Dabei glichen sich die Eigen­schaften beider Objekte viel stärker aneinander an, als die etablierten Modelle erlauben.
Atomchip

Nur wenn man es mit wenigen Teilchen zu tun hat, lassen sich die Gleichungen der Quantenmechanik überhaupt exakt lösen – und selbst das ist aufwändig. Quantensysteme aus hunderten oder tausenden Atomen sind auch mit den besten Computern nicht vollständig berechenbar. Physiker müssen die Wissenslücken bei den grundlegenden Gesetzen der Vielteilchen-Quantenphysik deswegen mit Experimenten schließen.

Werden dünne Wolken aus tausenden Atomen auf extrem niedrige Temperaturen abgekühlt und gleichzeitig in einem engen Bereich festgehalten, findet ein spezieller Phasenübergang statt: Die Atome verlieren ihre Individualität und verhalten sich wie ein einziges Quantenobjekt – ein so genanntes Bose-Einstein-Kondensat entsteht. Die Wolken sind im Labor hervorragend kontrollierbar, etwa mit Hilfe elektromagnetischer Felder. Außerdem lassen sich so kalte Atome gut von ihrer Umgebung trennen, eine unverzichtbare Voraussetzung dafür, Quanteneffekte zu beobachten ...

Kennen Sie schon …

Spektrum der Wissenschaft – Spezial Physik - Mathematik - Technik 4/2021: Vom Quant zur Materie

Vom Quant zur Materie - Quantenfeldtheorie: Das wacklige Fundament der Physik • Moderne Alchemie: Wie sich Atome mit Lichtpulsen manipulieren lassen • Plasmabeschleuniger: Revolutionär kompakte Teilchenschleudern

Spektrum Kompakt – Quantencomputer - Der Weg in die praktische Anwendung

Im Jahr 2019 präsentierte Google den ersten Quantencomputer, der klassische Rechner übertrumpfen sollte. Mit weiteren Unternehmen wie IBM liefert sich der Konzern ein Rennen um die Frage: Wie schnell wird die Technologie die Praxis erobern?

Spektrum - Die Woche – 28/2021

In dieser Woche blicken wir unter anderem auf den Einfluss des Coronavirus auf das Gehirn der Infizierten. Außerdem sprechen wir über die neu entdeckten Todesfälle an kanadischen Missionsschulen: Es ist ein kultureller Genozid, sagt uns ein Experte.

Lesermeinung

Beitrag schreiben

Wir freuen uns über Ihre Beiträge zu unseren Artikeln und wünschen Ihnen viel Spaß beim Gedankenaustausch auf unseren Seiten! Bitte beachten Sie dabei unsere Kommentarrichtlinien.

Tragen Sie bitte nur Relevantes zum Thema des jeweiligen Artikels vor, und wahren Sie einen respektvollen Umgangston. Die Redaktion behält sich vor, Leserzuschriften nicht zu veröffentlichen und Ihre Kommentare redaktionell zu bearbeiten. Die Leserzuschriften können daher leider nicht immer sofort veröffentlicht werden. Bitte geben Sie einen Namen an und Ihren Zuschriften stets eine aussagekräftige Überschrift, damit bei Onlinediskussionen andere Teilnehmer sich leichter auf Ihre Beiträge beziehen können. Ausgewählte Lesermeinungen können ohne separate Rücksprache auch in unseren gedruckten und digitalen Magazinen veröffentlicht werden. Vielen Dank!

  • Quelle

Pigneur, M. et al.: Relaxation to a Phase-Locked Equilibrium State in a One-Dimensional Bosonic Josephson Junction. In: Physical Review Letters 120, 173601, 2018