ForscherInnen der Universität Wien und der Österreichischen Akademie der Wissenschaften stellten sich die Frage, unter welchen Bedingungen die Quantenmechanik kausale Strukturen der Welt “unscharf” werden lässt. In diesem Fall ist eine fixe Abfolge von Ereignissen nicht möglich. Dafür entwickelten die WissenschafterInnen einen neuen theoretischen Rahmen, den sie kürzlich im renommierten Fachjournal Physical Review X veröffentlichten.(more…)
Ein Team von PhysikerInnen der Universität Wien und der Österreichischen Akademie der Wissenschaften um Philip Walther und Caslav Brukner demonstrieren ein neues Quantenrechenschema, bei dem verschiedene Reihenfolgen von Rechenoperationen gleichzeitig prozessiert werden. Die WissenschafterInnen nutzten diesen Effekt, um eine Aufgabe effizienter als mit einem Standard-Quantencomputer zu lösen. Ihre Ideen könnten die Grundlage für eine neue Art des Quantenrechnens mit dem Potenzial für noch schnellere Quantencomputer bilden. Ihre Ergebnisse wurden in “Nature Communications” veröffentlicht. (more…)
Relativitätstheorie auch in anderen Forschungsbereichen anwendbar
Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie feiert heuer ihren 100. Geburtstag. Selbst heute noch fasziniert sie PhysikerInnen und Laien zugleich. Eine internationales Team um Časlav Brukner von der Universität Wien, Igor Pikovski von der University of Harvard und WissenschafterInnen von der University of Queensland haben nun entdeckt, dass die Relativitätstheorie auch ein ganz anderes, ungewöhnliches Phänomen erklären kann: den Übergang von der Quantenmechanik zu unserer alltäglichen, klassischen Welt. Die Forschungsergebnisse erscheinen im Journal “Nature Physics”.(more…)
Forschern um Physiker Roland Wester gelang es erstmals, einen elementaren Stoßprozess zwischen Atomen und geladenen Molekülen bei tiefen Temperaturen präzise zu vermessen und zu beschreiben. Das Experiment, bei dem nur ein einziges Quant an Energie in die Drehbewegung des Moleküls übertragen wird, stimmt sehr genau mit theoretischen Berechnungen überein.(more…)
Um die Eigenschaften von Materialien besser zu verstehen, simulieren Innsbrucker Physiker um Andreas Läuchli quantenphysikalische Phänomene in vereinfachten Systemen und leiten daraus Aussagen über die Physik ab. Nun haben die Forscher die Ausbreitung von Korrelationen in einem Quantensystem untersucht, das abrupt aus dem Gleichgewicht gebracht wird. (more…)
Nach einem grundlegenden Theorem der Quantenmechanik sind bestimmte Elektronen in ihrem Ort nicht eindeutig bestimmbar. Zwei Physikern der Universität Kassel ist nun gemeinsam mit Kollegen in einem Experiment der Beweis gelungen, dass sich diese Elektronen tatsächlich an zwei Orten gleichzeitig aufhalten.
„Vermutet hat man dieses für den Laien schwer verständliche Verhalten schon lange, aber hier ist es zum ersten Mal gelungen, dies experimentell nachzuweisen“, erläuterte Prof. Dr. Arno Ehresmann, Leiter des Fachgebiets „Funktionale dünne Schichten und Physik mit Synchrotronstrahlung“ an der Universität Kassel. „In umfangreichen Versuchen haben wir an Elektronen von Sauerstoff-Molekülen die zum Beweis dieser Aussage charakteristischen Oszillationen nachgewiesen.“ Dr. André Knie, Mitarbeiter am Fachgebiet und Geschäftsführer des LOEWE-Forschungs-Schwerpunkts „Elektronendynamik chiraler Systeme“, ergänzte: „Dieses Experiment legt einen Grundstein für das Verständnis der Quantenmechanik, die uns wie so oft mehr Fragen als Antworten gibt. Besonders die Dynamik der Elektronen ist ein Feld der Quantenmechanik, dass zwar schon seit 100 Jahren untersucht wird, aber immer wieder neue und verblüffende Einsichten in unsere Natur ermöglicht.“ Die Ergebnisse veröffentlichte die Gruppe jetzt im Fachjournal „Physical Review Letters“; beteiligt waren neben Ehresmann und Knie Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universitäten Triest, Berlin (FU) und Riad sowie des Fritz-Haber-Instituts der Max-Planck-Gesellschaft und des Deutschen Elektronen-Synchrotrons DESY. (more…)
Forscher der University of Waterloo und der Universität Innsbruck haben erstmals drei miteinander verschränkte Photonen unabhängig von einander gemessen. Die in der Zeitschrift Nature Photonics veröffentlichten Ergebnisse bestätigen eindrucksvoll die Theorie der Quantenverschränkung.
Quantenphysik zeichnet sich durch einige für den Laien schwer verständliche Eigenschaften aus. So geht die klassische Physik davon aus, dass Vorgänge nur Auswirkungen auf ihre direkte räumliche Umgebung haben. Die in der Quantenmechanik formulierte Möglichkeit, dass verschränkte Teilchen auch über weite Distanzen hinweg stark miteinander verbunden sein können, veranlasste Albert Einstein einmal dazu, von einer „spukhaften Fernwirkung“ zu sprechen. Bis heute suchen deshalb Zweifler nach möglichen verborgenen Eigenschaften, die die Quantenmechanik doch den Gesetzen der klassischen Physik unterordnen. Diese Bemühungen erfahren nun erneut einen Rückschlag. Mit der örtlich unabhängigen Messung von drei miteinander verschränkten Photonen bestätigen Physiker um Gregor Weihs vom Institut für Experimentalphysik der Universität Innsbruck sowie Thomas Jenewein und Kevin Resch vom Institute for Quantum Computing (IQC) der University of Waterloo in Kanada eindrucksvoll die Richtigkeit der Quantenmechanik. (more…)
