Technische Universität Wien
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Forschungsschwerpunkt Quantum Physics and Quantum Technologies

Die Quantenwelt technisch nutzen

Wie fest die Quantentechnologie heute bereits in unserem Alltag verwurzelt ist, wird uns oft kaum bewusst:
Mikrochips steuern unsere elektronischen Geräte, Laserstrahlendienen zur Informationsübertragung, High-Tech- Sensoren machen unser Leben sicherer. Was vor einigen Jahrzehnten noch akademische Grundlagenforschung war, ist heute die Basis ganzer Industriezweige. Die moderne Elektrotechnik nutzt viele Aspekte der Quantentheorie. Mikroelektronische Bauteile werden mit Erkenntnissen der Quantenforschung weiterentwickelt. Neuartige Lichtquellen werden an der TU Wien hergestellt – etwa spezielle Laser im Terahertz-Bereich, der bisher technologisch kaum zugänglich war, oder Quanten-Kaskaden-Laser, die man für vielseitige Sensorsysteme einsetzen kann. Ultrakurze Laserpulse eröffnen ganz neue Möglichkeiten, die Welt der Atome und Moleküle zu untersuchen. Auch für die Chemie ist fundierte Quanten-Forschung heute unerlässlich – gerade im Bereich der Materialchemie gehen Quantenphysik und Chemie oft nahtlos ineinander über.

Von den Grundlagen zur Quanten-Technologie

Mit spektakulären wissenschaftlichen Erfolgen im Bereich der Quantenforschung sorgt die TU Wien immer wieder für internationales Aufsehen. Atom-Chips ermöglichen tiefere Einblicke in die Atomphysik. Ein besseres Verständnis von Quanten-Interferenz und Quanten-Dekohärenz öffnet die Türen zu möglichen neuen Anwendungen: Vielleicht werden Quanten-Informations-Technologie und Quanten-Computer eines Tages ebenso alltäglich sein wie Mikrochips und Laser. Ohne eine solide theoretische Basis ist eine Weiterentwicklung der Quantentechnologie nicht möglich. In der theoretischen und numerischen Quanten-Forschung reichen die Leistungen der TU Wien von der rechnerischen Analyse von experimentellen Ergebnissen über große quantentheoretische Computersimulationen, wie sie etwa in der Festkörperphysik längst unverzichtbar geworden sind, bis hin zu den fundamentalsten, abstraktesten Fragestellungen, die unsere moderne Naturwissenschaft zu bieten hat – etwa aus dem Bereich der Quantenfeldtheorie, der Stringtheorie oder der Quantengravitation.

News

Montag, 2018-10-08

Stringtheorie: Ist Dunkle Energie überhaupt erlaubt?

Die ESA-Mission Euclid könnte neue Einblicke in fundamentale Fragen der Stringtheorie liefern. [1]

Eine neue Vermutung scheint die Stringtheorie aus den Angeln zu heben. Timm Wrase von der TU Wien veröffentlichte dazu nun vieldiskutierte Ergebnisse. Mehr


Donnerstag, 2018-09-20

Erstmals gemessen: Wie lange dauert ein Quantensprung?

Ein Laserpuls trifft die Wolfram-Oberfäche, auf der Iod-Atome aufgebracht sind. Sowohl Wolfram- als auch Jod-Atome verlieren Elektronen, die dann gemessen werden.

Mit Hilfe ausgeklügelter Experimente und Berechnungen der TU Wien ist es erstmals gelungen, die Dauer des berühmten photoelektrischen Effekts zu messen. Mehr


Mittwoch, 2018-09-19

Die schnellste Wissenschaft der Welt

Optische Bank am Institut für Photonik

Einige Weltstars der ultraschnellen Optik kommen zu einem Symposium nach Wien. Es geht dabei um die Untersuchung von Naturphänomenen auf extrem kurzen Zeitskalen. Mehr


Dienstag, 2018-09-04

Superradianz: Team der TU Wien weist Quanten-Effekt nach

Im regelmässigen Diamantgitter gibt es spezielle Defekte, welche aus einem Stickstoff Atom (weiss) und einem fehlenden Kohlenstoff Atom bestehen. Die Elektronenwolken sind hellblau dargestellt.

Unter bestimmten Bedingungen kann ein Atom andere Atome dazu bringen, einen kräftigen Lichtblitz auszusenden. An der TU Wien wurde dieser Quanten-Effekt nun nachgewiesen. Mehr


Dienstag, 2018-07-24

Keine Spur von Symmetronen

Der Versuchsaufbau mit dem Neutronenspiegel

Mit einem Hochpräzisions-Experiment der TU Wien suchte man an der Neutronenquelle PF2 des Instituts Laue-Langevin nach hypothetischen „Symmetronen-Feldern“, mit denen man dunkle Energie erklären könnte. Mehr


Montag, 2018-07-09

Quantentechnologie: Neues EU-Forschungsnetzwerk misst Bell-Zustände

Das Projektteam beim Kick-off-Event [1]

Mit drei Millionen Euro ist ein neues europäisches Forschungsnetzwerk dotiert, das nun von der TU Wien geleitet wird. Das Ziel ist ein Analysegerät für spezielle verschränkte Quantenzustände. Mehr


Dienstag, 2018-07-03

Wie man Schallwellen durchs Labyrinth lenkt

Durch dieses Röhrensystem werden die Schallwellen geleitet.

Eine Wellen-Manipulationstechnik der TU Wien wurde nun erstmal im Experiment getestet: Schallwellen lassen sich damit mühelos durch komplizierte Strukturen leiten. Mehr


Dienstag, 2018-05-29

Quanteninformation mit Schall übertragen

Mikrowellen beeinflussen die Quanten-Schalter in einem dünnen Diamantstäbchen, die dann durch Schwingungen (Phononen) miteinander gekoppelt werden.

Wie lässt sich Quanteninformation von einem Atom zum anderen übertragen? Ein Team der TU Wien und der Harvard University schlägt vor, Phononen zu verwenden – die Quanten des Schalls. Mehr


Dienstag, 2018-05-08

Ultra-kalte Atomwolken bringen bestehende Theorien ins Wanken

Marine Pigneur und Jörg Schmiedmayer

Experimente mit ultra-kalten Atomen brachten an der TU Wien unerwartete Ergebnisse: Atomwolken, die miteinander gekoppelt sind, synchronisieren ihre Schwingung in Millisekunden – mit bestehenden Theorien ist das nicht erklärbar. Mehr


Montag, 2018-02-26

Exotischer Materiezustand: Wie ins Atom noch mehr Atome passen

Das Elektron (blau) kreist um den Atomkern (rot) und schließt auf seiner Bahn zahlreiche Atome des Bose-Einstein-Kondensats (grün) ein.

Ein neuartiger Materiezustand wurde mit TU Wien-Beteiligung nachgewiesen: Ein Elektron umkreist seinen Atomkern in großem Abstand, innerhalb dieser Bahn werden viele weitere Atome gebunden. Mehr


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