Tag Archives: quantenphysik

Quantenphysik lässt Nano­magnete stabil schweben

Quanteneigenschaften lassen Nanomagnete über einem statischen Magnetfeld schweben, obwohl das laut dem klassischen Earnshaw-Theorem eigentlich unmöglich ist. Das zeigen Innsbrucker Quantenphysiker um Oriol Romero-Isart in zwei aktuellen Arbeiten. Verantwortlich dafür ist der Drehimpuls von Elektronen, aus dem auch der Magnetismus entspringt. (more…)

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Quantenphysik: Computer entwirft originelle Experimente

Algorithmus arbeitet nicht intuitiv – wie die Quantenwelt auch

Quantenphysik ist nicht intuitiv – viele der Phänomene der Quantenwelt haben keine klassische Entsprechung: In der Quantenwelt hat eine Münze nicht entweder Kopf oder Zahl, sondern kann beide Seiten gleichzeitig annehmen. Um solche Phänomene besser zu verstehen, sind Experimente in Laboren unverzichtbar. Quantenphysiker um Mario Krenn aus der Gruppe von Anton Zeilinger von der Fakultät für Physik der Universität Wien und der Österreichischen Akademie der Wissenschaften haben dazu einen Computeralgorithmus entwickelt, der neue nützliche Experimente konzipiert. Da der Computer gänzlich ohne menschliche Intuition arbeitet, findet er innovative Lösungswege. Die aktuelle Studie dazu erscheint im Fachmagazin Physical Review Letters. (more…)

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Physiker weisen erstmals Spin-Symmetrie in Atomen nach

Symmetrie spielt in der Physik eine wichtige Rolle. Auch in der Quantenphysik wurde Symmetrie beim Spin von Atomen erwartet und nun erstmals von US-Forschern gemeinsam mit Quantenphysikern aus Innsbruck nachgewiesen. Die Ergebnisse wurden kürzlich in Science Express publiziert.

In mehreren Bereichen spielen Symmetrien in der Physik eine wichtige Rolle – so verhalten sich etwa Antimaterie und Materie trotz ihrer umgekehrten Ladungen von Positronen und Elektronen gleich. In der Quantenphysik wurde beim Spin (Drehimpuls) von Atomen ebenfalls Symmetrie erwartet, konnte bisher aber nicht nachgewiesen werden. Nun gelang es US-Forschern erstmals, diese Spin-Symmetrie und ihre Auswirkungen zu belegen, wie sie nun in Science Express beschreiben. An diesem Nachweis waren auch Prof. Peter Zoller und Dr. Christina Kraus von der Universität Innsbruck und dem Institut für Quantenoptik und Quanteninformation (IQOQI) der Österreichischen Akademie der Wissenschaften beteiligt. (more…)

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Quantenphysik ermöglicht revolutionäres Abbildungsverfahren

Verschränkte Photonen bilden ein Objekt ab, ohne in seine Nähe zu kommen

Normalerweise bildet man einen Gegenstand ab, indem man ihn mit Licht bestrahlt und anschließend die von ihm kommenden Lichtquanten oder Photonen mit einer Kamera auffängt. ForscherInnen um Gabriela Barreto Lemos und Anton Zeilinger von der Universität Wien sowie des Vienna Center for Quantum Science and Technology (VCQ) konnten nun ein Bild mit roten Photonen gewinnen, obwohl diese nie in der Nähe des Objekts waren. Dieses Abbildungsverfahren, das die verblüffenden Möglichkeiten der Quantenphysik auf neuartige Weise nutzt, könnte in der Medizin Anwendung finden. Die ForscherInnen publizieren dazu im renommierten Fachmagazin “Nature”. (more…)

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Erstmals Quantenverschränkung in 100 Dimensionen

Eines der wesentlichen Phänomene der Quantenphysik ist die Existenz von sogenannten Verschränkungszuständen, wobei Teilchen in einer scheinbar paradoxen Art und Weise miteinander verbunden sind. Verschränkungszustände bilden die Grundlage für eine Reihe von neuartigen technologischen Anwendungen. In vielen Fällen kann deren Nützlichkeit durch erhöhte Komplexität gesteigert werden. Ein Forscherteam rund um den Wiener Physiker Anton Zeilinger hat nun die komplexesten Verschränkungszustände nachgeweisen, die bislang mit Photonen – elementaren Lichtteilchen – geschaffen wurden. Die Forschungsergebnisse, die aktuell in der renommierten Fachzeitschrift PNAS erscheinen, bringen die effiziente Nutzung von Quanteneffekten in technologischen Anwendungen wieder einen Schritt weiter.

Als Quantenverschränkung wird ein Effekt bezeichnet, der es zwei oder mehreren Teilchen scheinbar erlaubt, einander ohne Zeitverzögerung über beliebige räumliche Distanzen hinweg zu beeinflussen. Obwohl dieses Verhalten im Rahmen der Quantenphysik an sich weitgehend verstanden ist, widerspricht es unserer Intuition. (more…)

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Dreiteilchenverschränkung besteht härtesten Test

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…)

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