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Forschungsgruppe - Macroscopic Quantum Objects

Illustration des Prinzips der Verschränkungserzeugung zwischen zwei Spiegeln

Hochstabiles Laserlicht ist hervorragend geeignet, um Entfernungen zu messen. Laserinterferometer sind in der Lage, relative Positionsänderungen zweier Spiegel zu detektieren, die kleiner als ein Wasserstoffatomkern sind. Die Empfindlichkeit von Laserinterferometern reicht damit aus, die quantenmechanische Ortsunschärfe eines makroskopischen, für das bloße Auge gut sichtbaren mechanischen Oszillators zu messen, zum Beispiel einer dünnen Membran von einem Millimeter Durchmesser. Vor einigen Jahren wurde theoretisch gezeigt, dass ein solcher Oszillator mit reflektiertem Laserlicht verschränkt werden kann. In 2008 hat die Forschungsgruppe gezeigt, dass letztendlich sogar zwei mechanische Objekte in einem Interferometer miteinander verschränkt werden können (Abbildung). Im Rahmen von QUEST ist ein neuartiges Interferometer vorgeschlagen worden, das besonders geeignet ist, quantenmechanische Eigenschaften makroskopischer Objekt zu beobachten: ein Michelson-Sagnac-Interferometer, eine Kombination zweier bekannter Interferometertypen. Es erlaubt, auch transmittierende Oszillatoren zu untersuchen, und ermöglicht den Einsatz von Überhöhungsresonatoren für Laserleistung und Messsignal. Das Interferometer kann bereits mit einer Laserleistung betrieben werden, die ausreicht, die Ortsunschärfe einer eingebauten Membran zu beobachten. Im nächsten Schritt soll die Membran auf eine Temperatur von circa einem Kelvin abgekühlt werden, um die zurzeit noch zu große Brownsche Bewegung der Membran zu unterdrücken.