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Wissenschaftler entdecken neue Methode des Beobachtens von Interaktionen in den nanoscale Systemen

ATHEN, Ohio - Wissenschaftler haben neue optische Technologien eingesetzt, um Interaktionen in den nanoscale Systemen, die Heisenbergs Ungewißheitsgrundregel normalerweise verbieten würde, entsprechend einem Studie erschienenen 17. Januar in der Journal Natur zu beobachten.

Forscher leiteten Experimente mit starken Lasern und Quantenpunkten - künstliche Atome, die die Bausteine der nanoscale Vorrichtungen für die Quantenkommunikation und -datenverarbeitung sein konnten - um mehr über Physik am nanoscale zu erlernen.

Ein allgemeines Phänomen in der Physik ist der Fano Effekt, der auftritt, wenn ein getrennter Quantenzustand - ein Atom oder ein Molekül - auf einen Kontinuumzustand des Vakuums oder des Wirtes einwirkt, die ihn umgebend materiell ist. Der Fano Effekt ändert die Weise ein Atom, oder Molekül saugt Licht auf, oder Strahlung, sagte Sasha Govorov, ein Ohio-Hochschultheoretischer Physiker, der Mitverfasser auf dem Papier ist.

In den Experimenten auf nanoscale Systemen, Heisenbergs blockiert Ungewißheitsgrundregel manchmal Wissenschaftler vom Beobachten des Fano Effektes, Govorov erklärte. Die Interaktion des nanoscale Systems und seine Kontinuumzustandumlagerungen können nicht ermittelt werden.

Aber neuen in der hochauflösenden Laser-Spektroskopie führte ein Experiment durch M.-Kronen und K. Karrai der Mitte von NanoScience an der Ludwig-Maximilians Universität in München, Deutschland, Wissenschaftler verwendete eine neue Methode. Sie maßen die Photonen, die von einem einzelnen Quantenpunkt bei der Erhöhung der Laser-Intensität, um die optische Absorption des Punktes zu sättigen zerstreut wurden. Dieses erlaubte ihnen, die sehr schwachen Interaktionen zu beobachten, signalisiert durch das Aussehen des Fano Effektes, zum ersten Mal.

Eine Theorie für die neue nicht lineare Methode wurde von Govorov entwickelt. „Unsere Theorie schlägt, dass der nicht lineare Fano Effekt und die Methode, die mit ihr verbunden ist, zu einer Vielzahl der körperlichen Systeme möglicherweise angewandt sein können, schwache Interaktionen aufzudecken,“ ihn sagte vor.

Wissenschaftler können ältere Experimente auf Atomen, indem sie moderne Werkzeuge wie in hohem Grade kohärente Lichtquellen auch nochmals besuchen, die genug stark sind, solche nicht linearen Fano-Effekte aufzudecken, Karrai verwenden, sagten. „Wir können neue Grenzen in den Quantenoptik erforschen,“ er merkten.

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Die Forscher wurden von der National Science Foundation (USA), von SFB 631 (Deutschland), von A. von Humboldt Foundation (Deutschland), vom Technik-und körperliche Wissenschafts-Forschungsrat (Großbritannien), von SANDiE (EU), von der königlichen Gesellschaft von Edinburgh, deutsche Leistungs-Initiative über die Nanosystems Initiative München (NIM) und Nanobiotechnologie-Initiative der Ohio-Universität finanziert.

Andere Mitverfasser auf der Studie waren S. Remi, B. Biedermann, S. Seidl und der Ludwig-Maximilians Universität, W. Zhang der Ohio-Universität; A. Badolato und P.M. Petroff der Universität von Kalifornien in Santa Barbara; und R. Barbour, B.D. Gerardot und R.J. Warburton der Heriot-Watt Universität in Edinburgh, Schottland.

Kontakt: Sasha Govorov, (740) 593-9430, govorov@ohio.edu; Khaled Karrai, +49- (0) 89-2877809-0, Karrai@lmu.de; Forschungsleiter-Kommunikationen Andrea Gibson, (740) 597-2166, gibsona@ohio.edu.

 
 
 
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