Verschränkte Atome leuchten im Gleichklang
Verfahren könnte Grundlage für hochempfindliche optische Gradiometer bilden.
In der jahrzehntelangen Erforschung der Quantenwelt wurden Methoden entwickelt, die es heute möglich machen, Quanteneigenschaften gezielt für technische Anwendungen auszunutzen. Das Team um Rainer Blatt an der Universität Innsbruck kontrolliert in seinen Experimenten in Ionenfallen einzelne Atome sehr exakt. Die gezielte Verschränkung dieser Quantenteilchen eröffnet nicht nur die Möglichkeit zum Bau eines Quantencomputers, sondern schafft auch die Grundlage für die Messung von physikalischen Eigenschaften in bisher ungekannter Präzision. Den Forschern gelang jetzt erstmals, die Interferenz von einzelnen Lichtteilchen, die von zwei verschränkten, aber räumlich getrennten Atomen ausgesendet werden, zu demonstrieren.
Abb.: Über die Interferenz von Lichtteilchen, die von zwei Atomen ausgesendet werden, lässt sich deren Verschränkung charakterisieren. (Bild: H. Ritsch, IQOQI Innsbruck)
„Wir können heute die Position und Verschränkung von Teilchen sehr exakt kontrollieren und bei Bedarf einzelne Photonen erzeugen“, erzählt Team-
„Auf diese Weise können wir die Verschränkung rein optisch charakterisieren“, unterstreicht Araneda die Bedeutung des Experiments. Die Wissenschaftler konnten aber auch demonstrieren, dass das Interferenzsignal gegenüber Umwelteinflüssen am Standort der Atome sehr empfindlich ist. „Wir haben diese Empfindlichkeit ausgenutzt, um mit Hilfe des beobachteten Interferenzsignals die Magnetfeldgradienten zu ermitteln“, sagt Araneda. Die Technik könnte so die Grundlage für den Bau von hochempfindlichen optischen Gradiometern bilden. Da der gemessene Effekt vom Abstand der Teilchen unabhängig ist, könnten die Messungen einen präzisen Vergleich der Feldstärken zum Beispiel des Erdmagnetfelds oder der Gravitation an verschiedenen Ort ermöglichen.
U. Innsbruck / RK
