Laserstrahlen bremsen Quantenschwingungen winziger Hebel

Oskar Painter vom California Institute of Technology in Pasadena und seine Kollegen von der Universität Wien fertigten ihren winzigen Schwingungshebel aus einem flachen Stück Silizium. Mit den gleichen Methoden, die für die Produktion von Computerchips genutzt werden, bohrten sie eine Reihe kleiner Löcher in diesen Hebel. An genau diesen Stellen trafen infrarote Laserpulse auf. Exakt auf die Resonanzfrequenz der Hebelschwingungen abgestimmt, konnten die Lichtteilchen etwas Energie aufnehmen. Sie kühlten quasi den Hebel etwas ab. Die Hebelschwingungen wurden so abgebremst und erreichten schließlich ihr absolutes Minimum, den quantenmechanischen Grundzustand.
Möglich sind solche Experimente allerdings nur bei sehr tiefen Temperaturen von etwa minus 250 Grad Celsius. Trotz dieses Aufwands könnten nun die winzigen Siliziumhebel für eine Vielzahl von Anwendungen taugen. So sind extrem empfindliche Waagen - beispielsweise für einzelne Viren – aber auch Schaltmodule für zukünftige Quantencomputer vorstellbar. Spannend findet Florian Marquardt, Physiker an der Universität Erlangen, die pfiffige Kopplung von mechanischen Schwingungen und Laserlicht. "Licht könnte dazu genutzt werden, um eine Verschränkung zwischen mechanischen und räumlich getrennten Objekten zu erreichen", sagt Marquardt. Mit dieser Eigenschaft wäre ein weiterer Schritt hin zur Verwirklichung extrem leistungsfähiger Quantencomputer getan.