Quanten und Technik

Ohne Tunneleffekt keine moderne Elektronik und kein Rastertunnelmikroskop, ohne stimulierte Emission von Photonen kein Laser im CD-Player oder als ultragenaues Maßband in der Forschung. So seltsam die Welt der Quanten auch ist, ihre Phänomene und Effekte werden heute von uns im täglichen Leben und in der Forschung ganz selbstverständlich genutzt.

Mehr zum Thema

  • Quantenpunkte: Design-Atome in Halbleitern

    Als Quantenpunkte bezeichnen Physiker wenige Nanometer große, kristallographisch perfekte Einschlüsse eines Halbleitermaterials in einem anderen. Ein Quantenpunkt besteht in der Regel aus vielen tausend Atomen – er ist einerseits eine Art besonders klein geratener Festkörper, andererseits eine Art «künstliches Atom» mit diskreten Energiezuständen. Damit lassen sich maßgeschneiderte optoelektronische Bausteine erzeugen. 
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  • Quantenpunkte: Technische Anwendungen der «künstlichen Atome»

    Quantenpunkte zeichnen sich durch erstaunliche physikalische Eigenschaften aus und bilden die Grundlage revolutionärer neuer Bauelemente der Elektronik, Optoelektronik und Quanteninformationsverarbeitung. 
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  • Quanten-Kryptographie – Sicherheit durch Quanteneffekte

    Von Kontodaten bis zu militärischen Geheimnissen - wo Kommunikation stattfindet, gibt es auch unliebsame Lauscher. Quanteneffekte bieten die Möglichkeit, Informationen sicher zu verschlüsseln. 
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  • Duell in der Quantenwelt

    Die Quantenkryptografie gibt es schon, mit Quantendots arbeiten die Forscher bereits und der Quantencomputer soll irgendwann zu unserem Alltag gehören. Dem gesunden Menschenverstand fällt es nicht leicht, sich die neuen Techniken vorzustellen, zu abstrakt geht es in der Welt des Allerkleinsten zu. Um die Quanteninformationstechnologie weiter zu entwickeln, experimentieren die Forscher mit einzelnen Photonen. 
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  • Quantentechnologie

    Photonen haben die vorteilhafte Eigenschaft, dass sie in transparenten Materialien kaum mit ihrer Umgebung wechselwirken. Es gibt Prozesse, die auch bei Raumtemperatur und ohne weitere Maßnahmen zur Abschirmung von Umgebungseinflüssen zu ungewöhnlichen photonischen Quantenzuständen führen. 
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  • Ultrakurze Laserpulse

     | Welt des Lichts

    Ein sehr aktives Gebiet der Quantenoptik befasst sich damit, ultrakurze Laserpulse zu erzeugen und anzuwenden. In den letzten Jahren ist es Forscherteams gelungen, Pulse mit einer Dauer von wenigen Femtosekunden herzustellen. 
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  • Nichtlineare Optik

     | Welt des Lichts

    In optisch-nichtlinearen Kristallen kann die Ausbreitung von Licht durch Licht beeinflusst werden. Mögliche Anwendungen liegen in der Informations- und Kommunikationstechnologie. 
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  • Nichtlineare Kristalle

     | Welt des Lichts

    Die nichtlineare Wechselwirkung in optischen Materialien kann auch dazu führen, dass einfallendes Laserlicht einer bestimmten Frequenz in Licht anderer Frequenzen umgewandelt wird. 
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  • Physik-Nobelpreis 2005 für Quantenoptiker

    Den Physik-Nobelpreis 2005 teilen sich drei Forscher für ihre Arbeiten auf dem Gebiet der Quantenoptik - darunter auch der Deutsche Theodor W. Hänsch, Leiter des Max-Planck-Instituts für Quantenoptik in Garching bei München. 
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  • Vom Abakus zum "Quabakus"

    Bose-Einstein-Kondensate bestehen aus vielen hunderttausend ultrakalten Atomen im quantenmechanischen Gleichtakt. Physikern ist es jetzt gelungen, eine solche ultrakalte Atomwolke in einen Kristall aus reinem Laserlicht zu zwingen - und dadurch ein räumliches Quantengatter zu erzeugen, das im Prinzip einen massiv parallelen Quantencomputer mit über 100 000 Schaltelementen verkörpert. 
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