Die Quantenbewegungen eines Glaskügelchens konnten in Wien durch die Verbindung von Mikroskopie mit Regelungstechnik erstmals kontrolliert werden – eine Weichenstellung für künftige Quantentechnologien.
Durch eine Zusammenarbeit der Universität Wien, der Österreichischen Akademie der Wissenschaften und der TU Wien gelang es nun, ein heißes Glaskügelchen, bestehend aus ungefähr einer Milliarde Atome, mit bisher unerreichter Präzision zu vermessen und auf Quantenebene zu kontrollieren. Seine Bewegung wurde gezielt abgebremst, bis es den Zustand kleinstmöglicher Energie annahm. Die Messmethode erreichte dabei beinahe das Limit, das von der Heisenberg’schen Unschärferelation vorgegeben wird – mehr Präzision lässt die Physik grundsätzlich nicht zu. Möglich wurde das, indem spezielle Methoden aus der Regelungstechnik erstmals in dieser Form auf Quantensysteme angewendet wurden. Die Ergebnisse wurden nun im Fachjournal "Nature" publiziert.
Das Ziel war, die Pendelbewegung des Glaskügelchens exakt zu kontrollieren – und zwar bis auf das Niveau, das quantenphysikalisch gerade noch möglich ist, auch wenn es sich beim Glaskügelchen eigentlich um ein makroskopisches Objekt handelt. Damit das gelingen kann, muss die Regelung perfekt entworfen und auf das Experiment abgestimmt sein – diese Aufgabe übernahm das Team von Andreas Kugi, Head of Center for Vision, Automation & Control, Vorstand des Instituts für Automatisierungs- und Regelungstechnik (ACIN) und Professor für komplexe dynamische Systeme an der Technischen Universität Wien.
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