Quantenphysik für die Öffentlichkeit

Erleben Sie in unserer Veranstaltung, wie Wissenschaft und Technologie Hand in Hand gehen, um das Unsichtbare sichtbar zu machen und die Geheimnisse der Quantenwelt zu lüften.
 

Stellen Sie sich ein Teilchen vor, das eine Million Mal kleiner als der Durchmesser eines menschlichen Haares ist – das ist ein Atom! Mit herkömmlichen optischen Mikroskopen ist es nahezu unmöglich, dieses winzige Bausteinchen sichtbar zu machen. Doch die Quantenphysik hat uns tiefere Einblicke in die Eigenschaften der Atome eröffnet, dank revolutionärer experimenteller Methoden und theoretischer Berechnungsverfahren. So können wir uns eines Tricks bedienen, indem wir die Leuchtspur des Quantenteilchens beobachten und Rückschlüsse auf die Eigenschaften dieses winzigen Teilchens ziehen.

Um ein einzelnes Atom auf diese Weise studieren zu können, sind mehrere Schritte notwendig. Der erste Schritt ist die Ionisierung des Atoms, bei der durch einen speziellen Laserstrahl ein Elektron aus der Atomhülle herausgeschleudert wird. Das ionisierte Atom wird anschließend in einer Paul-Falle gespeichert. Dies ist ein raffiniertes Gerät, das es uns erlaubt, einzelne (Atom-) Ionen durch eine elektrische Wechselspannung festzuhalten.
Doch damit nicht genug: Ein weiterer Laser kommt ins Spiel und kühlt die Ionen auf extrem niedrige Temperaturen ab:

Stellen Sie sich das Atom wie einen winzigen Ball vor, der in eine Richtung rollt. Der Laserstrahl wirkt wie ein Gegenwind, der den Ball immer weiter abbremst, bis er fast zum Stillstand kommt. Dabei wird die Bewegungsenergie des Atoms reduziert, was in der Physik bedeutet: Es wird kälter. Je langsamer das Atom wird, desto kälter ist es – bis es schließlich fast vollständig zur Ruhe kommt. Es besitzt dann eine Temperatur nahe dem absoluten Nullpunkt.

Während dieses Prozesses, der sogenannten Laser-Kühlung, wird das Quantenteilchen gleichzeitig zum Leuchten angeregt, so dass seine Leuchtspur mit einer Kamera beobachtet werden kann.

Ansprechpartner:

Assem Adam, M.Sc
E-Mail: assem.adam(at)hhu.de
Telephone: +49-211-81-13118

Termine der Veranstaltungen: 

Samstag: 26.04.2025

Samstag: 05.07.2025

Samstag: 04.10.2025

Eine Voranmeldung an E-Mail: assem.adam(at)hhu.de ist für diese Veranstaltung erforderlich!