Newsletter abonnieren

Sie stimmen durch die Nutzung unserer Website zu, dass Cookies auf Ihrem Gerät gespeichert werden und Google Analytics zum Einsatz kommt, um Ihnen den bestmöglichen Service zu bieten. Nähere Infos dazu finden Siehier.
Österreich.
Wo Ihre Gewinne in den Himmel wachsen.

Mehr als die Einzelteile: Quantenobjekte kollektiv berechnen

Bild: TU Wien © Bild: TU Wien

Atome, die sich aus einer geraden Zahl von Protonen, Neutronen und Elektronen zusammensetzen und deshalb "ganzzahligen Spin" haben, kommen nahe dem absoluten Nullpunkt (minus 273,15 Grad Celsius) in einen eigenen Materiezustand: sie bilden ein sogenanntes Bose-Einstein-Kondensat (BEC). Dabei verlieren die einzelnen Atome dieser Atomwolke völlig ihre Individualität und schwingen quasi im gleichen Takt - sie verhalten sich als gemeinsames Quantenobjekt. Dieses ist aber nicht einfach die Summe seiner Einzelteile.

Einfach berechnen lassen sich solche Quantensysteme nur, wenn sie aus wenigen Einzelteilen bestehen. Eine Atomwolke mit Tausenden Teilchen, kann man nur näherungsweise beschreiben. Denn die Teilchen sind quantenphysikalisch miteinander verbunden und können nicht getrennt voneinander betrachtet werden.

Kaspar Sakmann vom Atominstitut der Technischen Universität (TU) Wien hat nun mit seinem Kollegen Mark Kasevich von der Stanford University (USA) gezeigt, dass sich auch Effekte in BEC, wie etwa Quantenwellen, berechnen lassen, die sich nur durch die quantenphysikalische Wechselbeziehung zwischen vielen Atomen erklären lassen.

Ort der Atome steht erst bei Messung fest

Um die Verteilung der Atome in einem BEC zu berechnen, kann man nicht klassisch vorgehen. Dann wäre nämlich die Wahrscheinlichkeit, ein Teilchen im Zentrum der Wolke vorzufinden, am größten, und nach außen hin nimmt diese Wahrscheinlichkeit stetig ab. Doch im Quantensystem ist das viel komplizierter, der Ort der Atome ist zunächst nicht festgelegt und steht erst bei der Messung fest.

In ihrer Methode teilen die Physiker das Problem in viele Schritte auf: "Wir berechnen zuerst die Wahrscheinlichkeit, mit der sich das erste Teilchen an einer bestimmten Stelle befindet. Die Aufenthaltswahrscheinlichkeiten des zweiten Teilchens hängen dann davon ab, wo man das erste gefunden hat, der Ort des dritten Teilchens von den ersten beiden, usw.", erklärte Sakmann in einer Aussendung der TU. Für die Berechnung des letzten Teilchens müssen alle anderen Teilchen berücksichtigt werden.

So lassen sich nicht nur Quantenwellen in kollidierenden BEC berechnen, sondern auch bestimmte Verwirbelungen in den Kondensaten, wenn man diese mit einem Laser umrührt. Die Wechselbeziehungen zwischen den Teilchen könnten so korrekt berücksichtigt werden - mit einigen Modifikationen auch in anderen Quantensystemen, sind die Wissenschafter überzeugt.

Service: http://dx.doi.org/10.1038/NPHYS3631

Auf Facebook teilen Auf Facebook teilen Auf Twitter teilen Auf Twitter teilen Auf Linkedin teilen Auf Linkedin teilen

Testimonials

Veranstaltungen

Treffen Sie uns bei Veranstaltungen, Seminaren und Messen - weltweit.

  • Expansionsmöglichkeiten in Österreich

    26.06.2019, Brescia, Italy

  • Forschungsdialog bei sommerlichen Jazzklängen

    02.07.2019, Stuttgart, Germany

Österreich-Karte

Finden Sie den perfekten Standort für Ihr Unternehmen

Das neue Amazon Verteilerzentrum in Großebersdorf ist unser erster Logistikstandort in Österreich. Damit schaffen wir zusätzliche und flexiblere Lieferkapazitäten für die Kunden. Wir fühlen uns, unter anderem durch die Unterstützung der ABA – Invest in Austria, sehr gut aufgehoben.

Amazon

amazon.de
Alle Testimonials

Neues vom Standort Österreich

Ottobock investiert zwei Millionen Euro in Wien

Die Erfolgsbasis hinter der weltweit anerkannten Entwicklungstätigkeit des deutschen Life Science-Unternehmens Ottobock in Wien ist die stark ausgeprägte medizinische Forschungslandschaft, die einen fruchtbaren Boden für interdisziplinäre F&E-Projekte bietet.

Innovationen aus Österreich für den Logistiksektor

Derzeit fordern viele Einflüsse gleichzeitig die Supply-Chain und das Logistik-Management heraus. Lösungen kommen auch in diesem Bereich vielfach von Startups und unter anderem aus Österreich. Einige von Ihnen werden ihre Innovationen am österreichischen Logistik-Tag und im Logistik-Future-Lab präsentieren.

alle News alle Blog Einträge