Vielleicht wird Captain Kirk bald die Betriebskosten der Enterprise senken können: Harald Weinfurter von der Universität München ist es zusammen mit seinem Team gelungen, einen handlichen Laser zu entwickeln, der verschränkte Photonen herstellt, die von einem Detektor mindestens genauso effizient registriert werden können wie die von teuren Ionenlasern hergestellten Photonen. Das berichtet das Fachmagazin Nature in seiner Online-Ausgabe.
Verschränkte Teilchen repräsentieren einen der sonderbarsten Aspekte der Quantenmechanik, der von Albert Einstein “spukhafte Fernwirkung” genannt wurde. Weil ein Paar verschränkter Teilchen sich in einem gemeinsamen Quantenzustand befindet, hängen ihre Eigenschaften wechselseitig voneinander ab. Führt man an einem der beiden Teilchen eine Messung durch, dann hat das augenblicklich Konsequenzen für das andere Teilchen ? und zwar unabhängig davon, wie weit die Teilchen voneinander entfernt sind.
Mit Hilfe verschränkter Teilchen gelang zwei Forschergruppen 1997 die erste Teleportation ? das erste “Beamen” ? von Photonen. Auch für die Funktion von Quantencomputern oder bei der Codierung von Geheimnachrichten mittels Quantenkryptografie spielen sie eine entscheidende Rolle.
Die Herstellung verschränkter Photonen ist zwar nicht sehr schwierig, aber für die meisten Anwendungen ist es genau so wichtig, dass die Photonen von Detektoren effizient registriert werden können. Die gebräuchlichen Detektoren, die so genannten Avalanche-Photodioden, registrieren nur Photonen effizient, deren Wellenlänge zwischen 600 und 900 Nanometer liegt. Um solche verschränkten Photonen aus gewöhnlichen Photonen herzustellen, sind Laser erforderlich, die gewöhnliche Photonen unterhalb einer Wellenlänge von 450 Nanometer abstrahlen. Dazu musste man bisher auf teure, große Ionenlaser zurückgreifen.
Dem Team um Weinfurter ist nun die Entwicklung eines handlichen Lasers gelungen, der Photonen mit einer Wellenlänge von 428 Nanometer abstrahlt. Dazu benutzten sie eine Laserdiode, die Photonen der Wellenlänge 856 Nanometer aussendet. Mittels eines Frequenzdopplers konnten sie dann deren Wellenlänge halbieren. Mit dieser Anordnung erreichten sie eine Rate von 10.000 registrierten verschränkten Photonenpaaren pro Sekunde.
Axel Tillemans
