Nano-Tröpfchen Magnetische Eigenschaften von Nano-Tröpfchen beeinflusst

Physiker der TU Graz konnten jetzt erstmals die magnetischen Eigenschaften von Nano-Tröpfchen, die fast auf den absoluten Nullpunkt gekühlt wurden, gezielt beeinflussen.

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Graz/Österreich – Bei Temperaturen, die nahe am absoluten Nullpunkt liegen, entwickeln Nano-Teilchen eine eigene Wellen-Natur, die Forscher für quantenphysikalische Versuche nutzen. Wissenschaftlern des Instituts für Experimentalphysik in Graz ist es nun gelungen, die magnetischen Eigenschaften der gekühlten Tröpfchen gezielt zu beeinflussen.

Die Grazer Physiker kühlen Helium-Tröpfchen mit einem Durchmesser von rund acht Nanometern auf eine Temperatur möglichst nahe am absoluten Nullpunkt. An diese Tröpfchen docken sie in einer selbst entwickelten Maschine Atome anderer Stoffe an. Beim darauffolgenden Flug durch einen Laserstrahl, ein magnetisches Feld und Mikrowellen erhalten die dotierten Teilchen eine gewünschte magnetische Ausrichtung. Mit einem weiteren Laser messen die Forscher die Veränderung und erhalten nach eigenen Angaben den Beweis für die gezielte Beeinflussung der atomaren Elemente.

„Unser Erkenntnisinteresse bezieht sich auf ein besseres Verständnis der Eigenschaften von Stoffen, durch das wir aber zugleich beitragen wollen, dass Anwendungen für die Praxis weiter erschlossen werden“, erklärt Wolfgang Ernst, Leiter des Instituts für Experimentalphysik, der den jüngsten Erfolg gemeinsam mit seinen Mitarbeitern Carlo Callegari und Markus Koch erzielt hat. Potenzielle Anwendungen für Forschung in der Quantenphysik finden sich z.B. in der Elektronik. Die Quantencomputer der Zukunft sollen leistungsfähiger und weit sicherer sein als heutige Rechner.

Originalveröffentlichung: Koch, M. et al.: Coherent Spin Manipulation and ESR on Superfluid Helium Nanodroplets. Physical Review Letters 103, 035302 (2009).

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