Quantenmessungen an korrelierten Atompaaren

01.03.2011 - 31.12.2014
Forschungsförderungsprojekt

Ziel des vorgestellten bilateralen Forschungsprojektes ist die Erzeugung, Detektion und Charakterisierung stark korrelierter Quantenzustände in ultrakalten atomaren Gasen. In Analogie zu den korrelierten Photonenpaaren der Quantenoptik wird eine "Quanten-Atom-Optik" entwickelt, die als Grundlage weiterer Experimente zur Verschränkung massiver Teilchen oder Interferometrie mit nicht-klassischen Zuständen dienen kann. Das Projektziel ist insbesondere die Erzeugung von Impuls-korrelierten Atompaaren. Beide Projektpartner gehören im Bereich Erzeugung und Charakterisierung exotischer Quantenzustände zur Weltspitze, wobei meist unterschiedliche experimentelle Ansätze verfolgt werden. Der österreichische Projektpartner wird sog. Atomchips zur kontrollierten Erzeugung von korrelierten Atompaaren verwenden. Dabei wird ein Schwingungszustand des Gases parametrisch angeregt der dann ähnlich einer "down conversion" in Paarzustände mit genau definiertem Impuls relaxiert. Über interne Zustände kann dieser Prozess effizient gepumpt und die Relaxationsdynamik im Detail studiert werden. Die entstehenden Atompaare können im Weiteren verwendet werden, das Ausgangssystem, in diesem Fall ein ein-dimensionales Bose Gas, zu untersuchen Der Französische Partner wird einen optischen Verstärkerprozess basierend auf Rayleigh-Streuung oder "quantum-depletion" zur gezielten Erzeugung von Impuls-korrelierten Atompaaren verwenden. Der enorme Erfolg der Quantenoptik basiert nicht zuletzt auf der Verfügbarkeit von Ein-Photonen-Zählern. In zukünftigen der Quanten-Atomoptik werden Einzel-Atom-Detektoren eine ähnlich wichtige Rolle spielen. Auch auf diesem Gebiet sind die beiden Projektpartner unter den weltweit führenden Gruppen, wiederum mit unterschiedlichen experimentellen Ansätzen. Der österreichische Partner verwendet eine neu entwickelte Fluoreszenz-Methode während der französische Partner mit metastabilen He* Atomen arbeitet und die hohe interne Energie zur Nachweisionisation verwendet. Beide Gruppen haben bereits verschiedene Aspekte des klassischen Hanbury-Brown-Twiss Experimentes der Quantenoptik mit thermischen oder Quanten-degenerierten atomaren Gasen untersucht. Dieses bilaterale Projekt wird es den Partnern ermöglichen, ihre individuellen technischen und methodischen Lösungen zu vergleichen und auszutauschen, um gemeinsame Forschungsziele zu erreichen. Überlegene Methoden zur Erzeugung, Detektion und Charakterisierung korrelierter Quantenzustände werden identifiziert und von beiden Partnern umgesetzt. Gemeinsam betreute Doktorarbeiten sichern den Wissens- und Technologietransfer. Somit können gemeinsame wissenschaftliche Ziele erreicht werden, die (auf vergleichbarer Zeitskala) außerhalb der Möglichkeiten der beiden einzelnen beteiligten Gruppen liegen.

Personen

Projektleiter_in

Subprojektleiter_in

Projektmitarbeiter_innen

Institut

Förderungsmittel

  • Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF) (Nationale Förderung) Förderschiene Transnationale Förderungsaktivität Förderprogramm Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF) Fördergeber Forschungsförderungsgesellschaft Reichweite Nationale Förderung Projekttyp Forschungsförderungsprojekt

Forschungsschwerpunkte

  • Quantum Physics and Quantum Technologies

Schlagwörter

DeutschEnglisch
quantum atom-optics, Bose-Einstein condensatequantum atom-optics, Bose-Einstein condensate
QuantenmessungenProbing quantum physics
Hanbury-Brown-TwissHanbury-Brown-Twiss
correlated pairscorrelated pairs
second order correlationssecond order correlations
single atom detectionsingle atom detection
ultrakalten atomaren Gasenultracold atomic gases

Externe Partner_innen

  • Laboratoire Charles Fabry de l¿Institut d¿Optique