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

Quantenoptik: Teilchenphysik im Simulator

Forscher haben in einem Quantencomputer die spontane Entstehung von Teilchen und Anti­teilchen nachgestellt. Auf diese Weise könnten sich fundamentale Prozesse untersuchen lassen, die klassisch nicht berechenbar sind.
Spontane Entstehung von Teilchen und Antiteilchen (Symbolbild)Laden...

Beim Standardmodell der Teilchenphysik, das die grundlegenden Wechselwirkungen in der Natur beschreibt, sind noch viele Details rätselhaft. Oft gibt es keine exakten mathematischen Lösungen, weshalb aufwändige Computerberechnungen nötig werden, die stets nur Näherungen darstellen. Auch eine experimentelle direkte Untersuchung ist häufig unmöglich.

Wissenschaftler um Esteban A. Martinez von der Universität Innsbruck sind nun einen anderen Weg gegangen und haben in einer Versuchsanordnung aus Kalziumionen und Laserstrahlen einen fundamentalen Prozess aus der Elementarteilchenphysik nachgestellt. Das ist ein erster experimenteller Schritt, um mit Hilfe von solchen Systemen einige der offenen Fragen des Standardmodells zu beantworten.

Der berühmte Physiker Richard Feynman (1918 – 1988) hat bereits 1982 festgestellt, dass ein Versuchsaufbau, der quantenphysikalische Effekte originalgetreu nachahmen soll, selbst den Regeln der Quantenmechanik gehorchen muss. Das Konzept hinter einem solchen »Quantensimulator« ist dann sehr elegant: Wenn ein System sich nicht untersuchen lässt, ein anderes sich aber mit all seinen Bestandteilen letztlich genau so verhält, stellt dieses einen Quantensimulator des ersten dar. Kann man eine solche Apparatur bauen, manipulieren und auslesen, ist das genauso gut, als untersuche man das eigentliche System direkt. ...

September 2016

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum der Wissenschaft September 2016

Kennen Sie schon …

März 2020

Spektrum der Wissenschaft – März 2020

In dieser Ausgabe widmet sich Spektrum der Wissenschaft dem 3-Körperproblem. Außerdem im Heft: Schaltplan fürs Gehirn, der Thermostat der Erde und Schwarzes Loch.

04/2020

Spektrum - Die Woche – 04/2020

Warum Schokolade in Gefahr ist, der Seuchenschutz wegen des neuen Coronavirus in China alarmiert ist und wie ein Mathematiker das Collatz-Problem fast gelöst hat.

52/2019

Spektrum - Die Woche – 52/2019

Diese Ausgabe widmen wir den wissenschaftlich bedeutsamen Ereignissen des Jahres 2019. Mit dabei: das erste Bild eines Schwarzen Lochs, Googles Quantencomputer, Fridays for Future.

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

Martinez, E. A. et al.: Real-Time Dynamics of Lattice Gauge Theories with a Few-Qubit Quantum Computer. In: Nature 534, S. 516 – 519, 2016