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Atomphysik: Atome in der Langzeit-Falle

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Weitaus schwieriger als das Einlochen eines Golfballs auf dem Grün ist das Festhalten eines Atoms – besonders, wenn dies über eine angemessen lange Zeitspannegelingen soll. Forschern des Max-Planck-Institutes für Quantenoptik in Garching gelang es nun, einzelne Rubidium-Atome durchschnittlich 17 Sekunden lang zu fixieren.

Um die neutralen Atome zu speichern, bedienten sich die Physiker um Gerhard Rempe einer so genannten magneto-optischen Falle. Dabei wird das Rubidium mit Laserstrahlen aus sechs Richtungen beschossen und auf etwa ein sechs Millionstel Kelvin abgekühlt, wodurch sich die Bewegung der Atome stark verlangsamt.

Ein so fixiertes Atom kann in seinen Wechselwirkungen mit einzelnen Photonen kontrolliert werden, was für die Verschränkung, Kopplung und Übertragung von Quantenzuständen benötigt wird – den Grundvoraussetzungen für einen Quantencomputer, in dem Atome Quantenbits speichern und von ihnen ausgesandte Photonen für Rechenvorgänge genutzt werden sollen.

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