Quantenlogik
- Written by Redaktion_Report
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Der Innsbrucker Experimentalphysiker Christian Roos hat nun ein Experiment durchgeführt, in dem quantenmechanisch verschränkte Atome für genauere Zeitmessungen verwendet werden.
Bislang wird die Zeit in Atomuhren über die Schwingungsfrequenz von einzelnen Atomen bestimmt. Das Problem: Die Genauigkeit dieser Uhren ist durch äußere Störungseinflüsse wie elektrische Felder begrenzt. Die Forscher um Christian Roos und Rainer Blatt haben nun ein System aus zwei verschränkten Kalzium-Ionen entwickelt, das die Störanfälligkeit einzelner Atome umgehen soll. \"In Systemen aus zwei oder mehr verschränkten Teilchen lassen sich Klassen von Zuständen finden, die unempfindlich gegen bestimmte Arten von Störungen sind\", erklärt Christian Roos. Diese so genannten dekohärenzfreien Unterräume sind wichtig für den Bau von Quantencomputern und können auch zur Zeitmessung genutzt werden.
Was Roos und Blatt gelungen ist, sind stabile quantenmechanische Zustände. Die Zeit wird nicht direkt gemessen. Gemessen wird mit Hilfe der quantenmechanischen Zustände eine atomare Eigenschaft, das so genannte Quadrupolmoment in einem Kalziumion. Das Ergebnis ist eine Messung, die um den Faktor 10 genauer ist als alle bisherigen Messungen. In naher Zukunft wollen die Innsbrucker Physiker das Verfahren für eine genauere Bestimmung der Schwingungsfrequenz im Kalziumion verwenden, um damit eine verbesserte Zeitmessung zu erreichen.
Bislang wird die Zeit in Atomuhren über die Schwingungsfrequenz von einzelnen Atomen bestimmt. Das Problem: Die Genauigkeit dieser Uhren ist durch äußere Störungseinflüsse wie elektrische Felder begrenzt. Die Forscher um Christian Roos und Rainer Blatt haben nun ein System aus zwei verschränkten Kalzium-Ionen entwickelt, das die Störanfälligkeit einzelner Atome umgehen soll. \"In Systemen aus zwei oder mehr verschränkten Teilchen lassen sich Klassen von Zuständen finden, die unempfindlich gegen bestimmte Arten von Störungen sind\", erklärt Christian Roos. Diese so genannten dekohärenzfreien Unterräume sind wichtig für den Bau von Quantencomputern und können auch zur Zeitmessung genutzt werden.
Was Roos und Blatt gelungen ist, sind stabile quantenmechanische Zustände. Die Zeit wird nicht direkt gemessen. Gemessen wird mit Hilfe der quantenmechanischen Zustände eine atomare Eigenschaft, das so genannte Quadrupolmoment in einem Kalziumion. Das Ergebnis ist eine Messung, die um den Faktor 10 genauer ist als alle bisherigen Messungen. In naher Zukunft wollen die Innsbrucker Physiker das Verfahren für eine genauere Bestimmung der Schwingungsfrequenz im Kalziumion verwenden, um damit eine verbesserte Zeitmessung zu erreichen.