idw – Informationsdienst Wissenschaft
Nachrichten, Termine, Experten
Nachrichten, Termine, Experten
idw - Informationsdienst
Wissenschaft
Forschenden des Swiss Nanoscience Institute an der Universität Basel ist es in Zusammenarbeit mit der Universität Budapest und dem Nanoscience Center in Kopenhagen erstmals gelungen, in einem Festkörper verschränkte Elektronen zu trennen. Das Experiment könnte ein Meilenstein in der Überprüfung der Quantenmechanik sein. Die Arbeiten des internationalen Forscherteams werden im Wissenschaftsmagazin "Nature" veröffentlicht.
Nach der Quantenmechanik können zwei mikroskopische Objekte, insbesondere Elektronen, verschränkt werden. "Verschränkung" bedeutet hier eine komplexe Art und Weise, miteinander verbunden zu werden, wobei diese Verbindung unter gewissen Umständen bestehen bleibt, auch wenn die beiden Objekte räumlich getrennt werden. Es ist möglich, nach der Trennung das eine Objekt derart zu stören, dass dies beim anderen Objekt messbar ist. Da die beiden keine Information mehr untereinander austauschen, scheinen die Teilchen den Messprozess des jeweils anderen bereits vor dessen Eintreten zu kennen. Mit dieser gedanklichen Konstruktion "hellsichtiger" Elektronen versuchten Albert Einstein, Boris Podolski und Nathan Rosen 1935 die Quantenmechanik ad absurdum zu führen. Der nach seinen Erfindern benannte EPR-Effekt wurde jedoch unter gewissen Umständen nachgewiesen und hat die Existenz der Quantenverschränkung bestätigt.
Forschende um Prof. Christian Schönenberger von der Universität Basel haben nun auf einer nur wenige tausendstel Millimeter grossen elektronischen Schaltung das Verhalten verschränkter Elektronen beim Übergang aus einem Supraleiter in getrennte Quantenpunkte untersucht. Dabei ist es ihnen erstmals gelungen, innerhalb eines Halbleiters verschränkte Elektronen zu trennen und kurze Zeit getrennt aufzubewahren. Der experimentelle Aufbau ist ein möglicher Kandidat, um den EPR-Effekt erstmals innerhalb eines Festkörpers nachzuweisen.
Mit Hilfe einer Tunnelbarriere extrahieren die Forscher einzelne verschränkte Elektronenpaare aus einem Supraleiter. Die Trennung der beiden Elektronen erfolgt in zwei räumlich getrennten Fallen, so genannten Quantenpunkten, in denen die Elektronen für kurze Zeit festgehalten werden. Die Idee basiert auf einen theoretischen Vorschlag aus der Arbeitsgruppe um Prof. Daniel Loss von der Universität Basel. Von dieser neu entwickelten Technologie versprechen sich die Wissenschaftler Aufschlüsse über Quantenphänomene. Sie könnte einen wichtigen Beitrag zur Realisierung neuartiger Komponenten eines Quantencomputers darstellen. Quantencomputer sind derzeit noch hypothetische Rechner, die aber in der Lage wären, komplexe Rechenoperationen in einem Bruchteil der Zeit eines herkömmlichen Computers zu erledigen.
Originalpublikation
["Cooper pair splitter realised in a two quantum dot Y-junction", Nature]
Kontakt
Prof. Dr. Christian Schönenberger, Universität Basel, Swiss Nanoscience Institute, Tel. 061 267 36 90, E-Mail: Christian.Schoenenberger@unibas.ch
Criteria of this press release:
Information technology, Physics / astronomy
transregional, national
Research results
German
You can combine search terms with and, or and/or not, e.g. Philo not logy.
You can use brackets to separate combinations from each other, e.g. (Philo not logy) or (Psycho and logy).
Coherent groups of words will be located as complete phrases if you put them into quotation marks, e.g. “Federal Republic of Germany”.
You can also use the advanced search without entering search terms. It will then follow the criteria you have selected (e.g. country or subject area).
If you have not selected any criteria in a given category, the entire category will be searched (e.g. all subject areas or all countries).
