Abteilung Theoretische Quantenphysik

Diese Abteilung erforscht klassische und quantenphysikalische Systeme zur Entwicklung neuer und zur Optimierung bestehender Anwendungen der Quantentechnologien. Gemeinsam mit experimentellen Gruppen aus der Physik und dem Ingenieurwesen ebnet die Abteilung den Weg von der Idee über experimentelle Tests bis hin zu industriellen Prototypen. Zentrale Forschungsgebiete sind die theoretische Analyse der Materiewellen-Interferometrie zur präzisen Navigation und Erdbeobachtung, Sensoren für elektromagnetische Felder, grundlegende Konzepte der Physik, verschränktes Licht und Materiewellen für sichere Kommunikation und verbesserte Bildgebung.

Themen und Projekte der Abteilung

Bose Einstein Condensate and Cold Atom Laboratory

BECCAL

BECCAL hat das Ziel, vielfältige Experimente an Bord der internationalen Raumstation (ISS) mit ultrakalten und kondensierten Atomen für die Grundlagenforschung und Entwicklung künftiger Quantensensoren zu ermöglichen.

Wenig- und Vielteilchenphysik mit Quantenwellen

Die Wellennatur der Quantenmaterie, wie Atome, Elektronen und Photonen, bildet das Schlüsselelement für die Konstruktion von Quantensensoren und neuartigen Lichtquellen. Das Projekt „QWaves“ dient dem Erlangen eines tieferen Verständnisses der zugrunde liegenden Prozesse in diesen Systemen und legt somit das Fundament für die Entwicklung neuer Quantentechnologien. Für die Realisierung zukünftiger Prototypen fokussieren wir uns auf folgende Kernsysteme: Wenigteilchensysteme, Vielteilchensysteme und geladene Materiewellen

Schnittstelle Quanten und Gravitation

Phänomene, bei denen sowohl die Quantenmechanik als auch die Gravitation eine wichtige Rolle spielen, werden im Rahmen der folgenden Forschungslinien untersucht: Neuartige Atominterferometer für den Nachweis dunkler Materie, Gravitationsantennen und die Erdbeobachtung, Atomlinsen für Bose-Einstein-Kondensate und Mischungen ultrakalter Atome und relativistische Quanteninformation.

Quantenradar und die Erzeugung von Quantenmikrowellen

Licht oder Mikrowellen mit Verschränkungseigenschaften können genutzt werden, um die Sensitivität in der Beobachtung eines Objektes zu erhöhen. Wir erkunden zusammen mit dem DLR Institut für Hochfrequenztechnik und Radarsysteme die Möglichkeiten, diese Konzepte in einem Quantenradar einzusetzen.

Kontakt

Dr. Peter Kling

komm. Abteilungsleiter theoretische Quantenphysik

Institut für Quantentechnologien

Theoretische Quantenphysik

Wilhelm-Runge-Str. 10, 89081 Ulm

Dr. Matthias Meister