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Forschende der Universität Leipzig und der TU Braunschweig haben ein Exponat für eine Mitmach-Ausstellung des Phaeno Science Centers in Wolfsburg entwickelt, das die Quantentechnologien einer breiten Öffentlichkeit näherbringen soll. Der Prototyp, der anlässlich des World Quantum Days am 14. April erstmals in Wolfsburg gezeigt wird, entstand unter der Federführung des Physikers Prof. Dr. Nabeel Aslam von der Universität Leipzig und ist Teil des Projektes "Quantentechnologien im Museum: DiamantQuantensensoren zum Anfassen" (DiQuaMus). Es wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert. Im Interview erläutert Prof. Aslam die Hintergründe und Ziele des Projekts.
Worum genau handelt es sich bei dem Exponat für die Mitmachausstellung des Phaeno Science Centers?
Unser Exponat bringt Quantentechnologie zum Anfassen und selbst Ausprobieren! Wir zeigen, wie sogenannte Stickstoff-Fehlstellen-Zentren, NV-Zentren, in Diamanten als extrem empfindliche Quantensensoren für Magnetfelder genutzt werden können. Die Besucher:innen können direkt erleben, wie diese Quantensensoren funktionieren und was sie so besonders macht.
Wie lange ist das Exponat in Wolfsburg zu sehen und was können die Besucher:innen des Centers damit machen?
Wir haben einen ersten Prototypen unseres Exponats zum Phaeno Science Center geliefert. In enger Zusammenarbeit mit dem Phaeno-Team wird es dort nun intensiv getestet und weiterentwickelt, um es optimal in die Mitmach-Ausstellung zu integrieren. Dabei geht es nicht nur um die technische Funktionalität und eine sichere, intuitive Bedienung, sondern auch darum, das Exponat so zu gestalten, dass es Neugier weckt und die Besucher:innen visuell wie inhaltlich anspricht. Sobald die finale Version fertig ist, wird das Exponat dauerhaft in die Ausstellung aufgenommen. Die Besucher:innen haben dann die Möglichkeit, selbstständig mit echter Quantentechnologie zu experimentieren: Sie können Magnetfelder messen und so live erleben, wie ein Quantensensor auf Basis von NV-Zentren funktioniert – interaktiv, greifbar und spielerisch vermittelt.
Wie entstand die Idee für ein solches Exponat und wie lange hat die Entwicklung des Prototypen gedauert?
Die Idee entstand, als ich mit meinen Kindern das Phaeno Science Center besuchte und begeistert war, wie dort komplexe naturwissenschaftliche Phänomene durch interaktive Exponate greifbar gemacht werden. Ich habe mich gefragt, ob das auch mit einem so abstrakten Thema wie Quantentechnologie möglich wäre. Nach Gesprächen mit dem Phaeno-Team und der Physikdidaktik der TU Braunschweig war klar: Wir wollen gemeinsam genau das versuchen. Wir haben uns daraufhin erfolgreich bei der BMBF-Ausschreibung "Quantum Aktiv" beworben, was die Umsetzung überhaupt erst möglich gemacht hat. Die Entwicklung des Prototyps hat dann etwa ein Jahr in Anspruch genommen – von der Konzeption bis zur ersten fertigen interaktiven Station.
Was passiert nach der Ausstellung damit?
Nach der Ausstellung prüfen wir, ob das Exponat an anderen Museen oder Wissenschaftsmuseen weiter genutzt werden kann. Außerdem soll es für Bildungszwecke an Schulen eingesetzt werden, um Quantenphysik anschaulich zu vermitteln.
Das ist Ihr Beitrag zum World Quantum Day am 14. April. Was passiert noch in Deutschland anlässlich dieses Tages?
Der World Quantum Day am 14. April verweist auf die Zahl 4.14 – die gerundeten ersten Ziffern der Planckschen Konstante – und würdigt damit eine der zentralen Größen der Quantenphysik. Weltweit finden an diesem Tag Veranstaltungen statt, die Quantenforschung für die breite Öffentlichkeit zugänglich machen – auch in Deutschland mit Vorträgen, Workshops und Mitmachangeboten. 2025 ist zudem das „International Year of Quantum Science and Technology“, das auf 100 Jahre moderne Quantenphysik zurückblickt. Gefeiert wird dabei auch das bahnbrechende Paper von Werner Heisenberg aus dem Jahr 1925 – dem Startpunkt der Quantenmechanik. Heisenberg wurde wenige Jahre später Professor in Leipzig, was der Stadt eine besondere Verbindung zur Geschichte der Quantenphysik verleiht.
Neben diesem Transferprojekt forscht Ihre Arbeitsgruppe hauptsächlich zu angewandten Quantentechnologien, unter anderem in Ihrem BMBF-Projekt DiamondNanoNMR. Worum geht es dabei?
In unserem BMBF-Projekt DiamondNanoNMR, das vom 1.12.2022 bis 30.11.2027 mit 4,9 Millionen Euro gefördert wird, konzentrieren wir uns darauf, Quantentechnologie für praktische Anwendungen in der Biochemie und Biomedizin nutzbar zu machen. Unser Hauptfokus liegt auf der Nutzung von NV-Zentren in Diamanten, um magnetische Signale mit hoher Präzision auf der Nanometerskala zu messen. Das könnte langfristig in vielen Bereichen wichtig werden – zum Beispiel in der Biochemie, um einzelne Moleküle zu analysieren, oder in der Materialwissenschaft, um die Eigenschaften neuer Materialien auf atomarer Ebene zu verstehen.
Prof. Dr. Nabeel Aslam
Felix-Bloch-Institut für Festkörperphysik der Universität Leipzig
Telefon: +49 341 97 32591
nabeel.aslam@uni-leipzig.de
https://www.quantentechnologien.de/forschung/foerderung/quantum-aktiv-outreach-k...
https://www.phaeno.de/
https://www.quantentechnologien.de/forschung/foerderung/nachwuchswettbewerb-quan...
Bei der Präsentation des Prototyps in Wolfsburg v.l.n.r.: Fedor Kolganov, Mokessh Kannah Ciwan und P ...
Foto: Phaeno Science Center
Quantentechnologie zum Anfassen: Mit diesem Prototyp können die Besucher:innen der Ausstellung sehen ...
Mokessh Kannah Ciwan
Universität Leipzig
Merkmale dieser Pressemitteilung:
Journalisten, Lehrer/Schüler, Wissenschaftler, jedermann
Physik / Astronomie
überregional
Forschungs- / Wissenstransfer, Forschungsprojekte
Deutsch
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