Fliegende Atome im kleinsten Ballspiel der Welt


Ballspiel mit Atomen: Physiker haben erstmals Atome mithilfe von Licht geworfen und wieder aufgefangen – statt sie wie sonst üblich den ganzen Weg mittels Laserpinzetten zu tragen. Stattdessen nutzen die Forscher die optischen Pinzetten als Werfer und Fänger in ihrem atomaren Ballspiel. Dieser neuartige Transport von Atomen durch Licht könnte das Anordnen und Bewegen atomarer Bauteile erleichtern und auch in der Quantenkommunikation und bei Quantencomputern Anwendung finden.

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Physiker haben erstmals Atome zwischen zwei Laserfallen hin- und hergeschleudert – wie in einem Ballspiel. ©Jaewook Ahn/ KAIST

Licht beeinflusst Materie auf vielfältige Weise: Es kann Atome anregen und Elektronen aus ihrer Hülle katapultieren, Objekte durch seinen Strahlungsdruck vorwärtsbewegen oder Teilchen in „Lichtkäfigen“ einfangen. In den 1980er Jahren entwickelte der US-Physiker Arthur Ashkin zudem die Laserpinzette. Er entdeckte, dass fokussierte Laserstrahlen Atome festhalten und transportieren können – wie in einem „Traktorstrahl“ aus Licht. Heute sind solche optischen Pinzetten für Nanotechnologie, Quantenphysik oder Biomedizin nahezu unverzichtbar.

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