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Forschungsbereich | Quantensensors

Der Forschungsbereich „Quantum Sensors“ vereinigt zwei hochaktuelle Forschungsrichtungen, das Quantenengineering und die Forschung an Raum und Zeit. In der experimentellen Quantenmetrologie-Gruppe drehen sich die Forschungsaktivitäten um fundamentale Fragen: Sind die Naturkonstanten tatsächlich konstant? Wie verlässlich sind die Voraussagen von physikalischen Theorien?

Die Forscher im Bereich Gravitationswellendetektoren der dritten Generation führen gegenwärtig im siebten Forschungs-Rahmenprogramm der Europäischen Union eine Konzept-Studie durch. QUEST beteiligt sich mit Untersuchungen an verschiedenen innovativen optischen Auslesetechniken und Detektortopologien für Interferometer, Hochleistungslaser-Studien, Untersuchungen von alternativen optischen Materialien und Alternativen zu dielektrischen optischen Beschichtungen, der Entwicklung und Optimierung von gequetschtem Licht und der Studie von Anforderungen an die Computerinfrastruktur für die Datenanalyse.

Atomare Quantensensoren stellen eine faszinierende Symbiose von Licht und Materiewellen dar. Die Forschung umfasst hier sowohl die fundamentalen Aspekte der Materiewellenoptik als auch die Anwendung von Materiewellen in Interferometern. Im Rahmen des QUEST Projektes „Fundamental Noise Sources“ wurde der erste Quetschlichtlaser entwickelt, der für den Einsatz in Gravitationswellendetektoren geeignet ist. Das gequetschte Licht wird gegenwärtig in unserem GEO 600 Detektor installiert. Die Forschungsgruppe „Quantum Sensors with Cold Ions“ untersucht das Potenzial von ultrastabilen Uhren für Anwendungen in der Navigation und bei der Vermessung von Gravitationspotenzialen. Neue Ionenfallen-Chips mit integrierten Schaltungen werden entwickelt um die Anzahl von Ionen in mikrostrukturierten Fallen zu erhöhen. Das 10 m Prototyp-Interferometer ist ein Testbett zur Entwicklung und Erprobung neuer Technologien für den GEO 600 Gravitationswellendetektor. Dazu gehören neue Hochleistungslaser, verbesserte seismische Isolation und die Verringerung des Quantenrauschens.

Mit diesen Experimenten wollen wir besser verstehen, wie sich quantenmechanische Effekte in der makroskopischen Welt bemerkbar machen.