Deutsche Forscher untersuchen Mechanismen für Quantenschwebungen
Saarbrücken - Weltweit arbeiten Wissenschafter an Methoden, Daten in einzelnen
Teilchen wie Atomen oder Elektronen zu speichern und mit einzelnen Photonen zu
übertragen. Nun berichtet die Universität des Saarlandes von neuen
Erkenntnissen, wie diese Art der Informationsspeicherung ablaufen kann.
Physiker um Michael Schug und Jürgen Eschner haben in einem Versuch ein
einzelnes Kalziumatom mit Licht angeregt, so dass es zwei energetisch höhere
Zustände gleichzeitig einnimmt. Das Elektron gelangt also in einen
quantenmechanischen Überlagerungszustand, in welchem Information gespeichert
ist. Die Studie dazu wurde in der Fachzeitschrift "Physical Review A“
veröffentlicht.
Quantenschwebung
Im weiteren Verlauf des Experiments zerfallen die Zustände und geben ein
Lichtteilchen als Welle wieder ab. Weil aber die beiden Wellen aus dem
Überlagerungszustand in minimal unterschiedlichen Frequenzen schwingen, erzeugen
sie eine sogenannte Quantenschwebung. Schug vergleicht den Effekt mit zwei
Stimmgabeln, die mit geringfügig unterschiedlicher Frequenz schwingen.
Den Saarbrücker Forschern ist es im Experiment gelungen, nachzuweisen, dass es
zwei unterschiedliche Mechanismen für Quantenschwebungen gibt, die entweder
durch die Lichtanregung oder durch den Zerfall zustande kommen können.
Identifizierung und vor allem Kontrolle dieser Mechanismen ist die Voraussetzung
dafür, die im Überlagerungszustand gespeicherte Information zuverlässig wieder
zurückzugewinnen und sie mit dem Lichtteilchen an ein anderes Quantensystem zu
übertragen: eine Grundlage für die Entwicklung künftiger
Informationstechnologien. (red, derStandard.at, 10. 9. 2014)
Abstract
Physical Review A: "Quantum interference in the absorption and emission of
single photons by a single ion”
http://derstandard.at/2000005401598/Wie-Informationsspeicherung-in-Quantensystemen-ablaufen-kann