Genauer messen mit Quantendetektoren
Pr?zise Zeit- und Frequenzmessungen sind aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken. 365体育_足球比分网￥投注直播官网 kommen bei Materialüberprüfungen, bei der Detektion von Gaslecks oder bei der lichtbasierten Entfernungsmessung zum Einsatz. Bei Letzterer wird ein Lichtpuls in Richtung eines Objekts geschickt und die Zeit gemessen, die das zurückgestreute Licht braucht, um den Messapparat zu erreichen. Aus dieser Zeit und der bekannten Lichtgeschwindigkeit kann dann die Entfernung des Objekts errechnet werden. Allerdings ist die Aufl?sung dieser Messungen – also ihre Genauigkeit – begrenzt. Sind die Entfernungen zu gering, k?nnen sie nicht mehr ermittelt werden. Forscher*innen der Universit?t Paderborn um die Physikerin Prof. Dr. Christine Silberhorn ist es kürzlich gelungen, diese Aufl?sungsbegrenzung zu umgehen, indem sie Methoden der Quantenphysik eingesetzt haben. Bei einem internationalen Forschungsprojekt, das am 1. M?rz gestartet ist, sollen die Ergebnisse jetzt mit Partner*innen aus Frankreich, Polen, Spanien und der Tschechischen Republik bis zur Anwendungsreife weiterentwickelt werden.
?ApresSF“ (Application-ready superresolution in space and frequency), das im Rahmen der QuantERA-Initiative der EU gef?rdert wird, hat eine Laufzeit von drei Jahren und wird auf deutscher Seite vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit rund 234.000 Euro unterstützt. An der Universit?t Paderborn, bei der auch die Leitung der deutschen Projektarbeit liegt, werden dabei neue Methoden zur immer pr?ziseren Bestimmung von spektralen und zeitlichen Abst?nden entwickelt. Neue quanteninformationstheoretische Ans?tze sollen für die Realisierung von Messungen mit Aufl?sungen jenseits der klassischen Grenzen erforscht werden. Dazu werden u. a. neue Wellenleiterbauteile entwickelt. Die Ans?tze arbeiten am fundamentalen Quantenlimit. Besonderes Augenmerk wird auf eine m?glichst einfache Umsetzung gelegt, damit die Experimente als Grundlage für eine sp?tere Technologieentwicklung geeignet sind.
?Unser Ziel ist es, Aufl?sungen zu realisieren, die unsere Messger?te für echte Anwendungen relevant machen. Dabei wollen wir spektral Aufl?sungen im Megahertz-Bereich erreichen, die es erlauben, verschiedene Moleküle zu identifizieren. Das ist zum Beispiel bei der Gasdetektion interessant. Parallel dazu wollen wir Zeitaufl?sungen von wenigen Femtosekunden, also wenigen Billiardstel einer Sekunde realisieren. Mit solchen Aufl?sungen k?nnte man Abst?nde bis auf wenige Mikrometer genau bestimmen“, sagt Dr. Benjamin Brecht, ein für Paderborn federführend an ApresSF beteiligter Wissenschaftler.
Die Ergebnisse des Projekts sollen die Grundlagen für neue Messapparate legen, die das gesamte Potential der Quantenmechanik aussch?pfen. Damit sind sie vielversprechende Kandidaten für Quantentechnologien, die im Alltag Einzug halten k?nnen.
Weitere Informationen:
https://www.quantentechnologien.de/forschung/foerderung/quantera-call-2019/apressf.html
Dr. Benjamin Brecht; Nina Reckendorf, Stabsstelle Presse und Kommunikation
