14 Jan. Photonik in höheren Dimensionen
Wir Menschen leben in einer dreidimensionalen Welt. Die Physik und Mathematik jedoch beschreiben Prozesse nicht selten in vier oder mehr Dimensionen, zum Beispiel bei der Erforschung kosmologischer Modelle. Es ist schwierig, solche höherdimensionalen Vorgänge in Experimenten direkt zu erfassen, da jedes Laborsystem notgedrungen auf die physikalischen Dimensionen des Raums beschränkt ist. Oded Zilberberg, Professor für Quantum Engineered Systems an der Universität Konstanz, erklärt: „Die Quantensimulation gibt uns nun aber Mittel an die Hand, um Systeme mit synthetischen Dimensionen aufzubauen, in denen zusätzliche Dimensionen durch kontrollierte Kopplungen zwischen internen Zuständen innerhalb des Experiments entstehen.“ Diese synthetischen Dimensionen ermöglichen es Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, höherdimensionales Verhalten von Teilchen zu erforschen, obwohl der zugrundeliegende experimentelle Aufbau zwei- oder dreidimensional bleibt. Zilberberg wurde für seine Forschung zu ‚synthetischen Dimensionen‘ mit einem ERC Consolidator Grant ausgezeichnet. ERC Consolidator Grants umfassen eine Förderung für fünf Jahre mit bis zu zwei Millionen Euro.
Höherdimensionale Effekte im Photoniklabor testen
Zilberbergs ERC-Projekt IOSynDim (interacting open synthetic dimensions systems) wird den theoretischen Rahmen entwickeln, wie sich eine große Anzahl von wechselwirkenden Teilchen in einer solchen hochdimensionalen Umgebung verhält und wie diese Wechselwirkungen neue Quantenphasen hervorbringen. Der Physiker wird nach eigener Aussage hierfür eng mit experimentellen Arbeitsgruppen zusammenarbeiten, die mit ultrakalten Atomen und Systemen der Photonik forschen. In dieser Forschung verbindet sich die Theorie der kondensierten Materie mit Quantum Engineering. Die Forschungsergebnisse sollen Antworten geben, wie sich höherdimensionale Physik in unserer dreidimensionalen Welt manifestiert.
Quelle: www.uni-konstanz.de
Bild: Gillian Kiliani