Von Atom zu Atom
Erstmals Kommunikation zwischen einzelnen Atomen beobachtet.
Physikern der Arbeitsgruppe von Jürgen Eschner an der Universität des Saarlandes gelang es, direkt zu beobachten, wie ein Photon von einem Atom auf ein anderes Atom übertragen wird. Hierfür regten die Wissenschaftler ein Atom zunächst mittels Laserpulssequenzen an. Daraufhin sendete das Teilchen ein Photon aus, das wiederum durch ein Lichtfaserkabel zu einem ein Meter weit entfernten Atom wanderte, das das Quant absorbierte.
Abb.: Michael Schug, Philipp Müller, Christoph Kurz, Jan Huwer (v. l.) von der Universität des Saarlandes mit ihrer Ionenfalle. (Bild: J. Eschner)
„Sobald das Atom das Photon absorbiert hat, können wir dies durch ein helles Lichtsignal sehen, welches dasselbe Atom aussendet“, erklärt Eschner. In ihrer Studie haben die Saarbrücker das einzelne Sender-Atom zirka 100.000 Mal pro Sekunde angeregt und damit bis zu 3000 Photonen pro Sekunde durch die Lichtfaser geschickt. Im Vergleich dazu scheint die Ausbeute gering: Gerade einmal ein Lichtteilchen trifft in der Sekunde auf das Atom am anderen Ende des Kabels.
Die Ergebnisse dieser Arbeit helfen dabei, die Quantentechnologie weiter voranzubringen. In einem nächsten Schritt wollen die Forscher bei der Kommunikation zwischen zwei Atomen kontrolliert Informationen übermitteln. „Photonen können in zwei Polarisationsformen vorkommen, diese Information möchten wir im Atom speichern“, erklärt Eschner. Dabei kommen dann die Besonderheiten der Quantenwelt ins Spiel: Die Einzelteilchen können gleichzeitig in verschiedenen Zuständen existieren, das heißt in jeder Überlagerung aus vertikaler und horizontaler Polarisation. Auch diese Quanteninformation wollen die Forscher speichern.
UdS / AH
