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Physiker lassen Licht zwitschern

DORTMUND Wellen, die sich ausbreiten ohne ihre Form zu ändern, gibt es in der Natur vielfach. Traurige Bekanntheit erreichten sie durch den verheerenden Tsunami in Ostasien. Doch die Wellen lassen sich auch sinnvoll nutzen. Physiker der Universität Dortmund eröffneten jetzt vielversprechende neue Anwendungsbereiche durch solche stabilen Wellen, die sie durch winzig kleine Erdbeben auslösen.

Physiker lassen Licht zwitschern

<p>Der Lichtpuls, den Titansaphirlaser "Mira" im Institut für Physik erzeugt, ist zwar extrem kurz, aber so stark, dass er sofort ein Loch in Manfred Bayers Visitenkarte brennt. Riese</p>

Tsunami entfalten deshalb eine so zerstörerische Wirkung, weil die Form der Wellen und ihre Energie erhalten bleiben. In Miniatur-Format können die Solitonen jedoch ganz zerstörungsfrei zur Informationsübertragung genutzt werden, z.B. durch Lichtpulse in Glasfasern. Einem Forscherteam unter Leitung von Prof. Manfred Bayer vom Fachbereich Physik der Universität Dortmund ist es nun in Zusammenarbeit mit Kollegen aus St. Petersburg und Utrecht gelungen, in einem Kristall solitonische Schallwellen zu erzeugen. Dadurch ergeben sich ganz neue Anwendungsbereiche.

Mini-Erdbeben

Mit einem starken Laser erzeugt das Forscherteam kontrollierte „Mini-Erdbeben“ auf einem Metallfilm. Diese „Beben“ in der Metallschicht erzeugt in dem Kristall-Medium eine Solitonen-Schallwelle, nicht größer als ein milliardenstel Meter und kürzer als eine billionstel Sekunde. Diese extrem kurze Impuls ist in der Lage, die Farbe einer Lichtquelle zu ändern. „Das Licht wird zum Zwitschern gebracht“, versucht der Physiker diese kontrollierte Manipulation zu beschreiben.

Anwendung in der Quantenpyhsik

Und was bringt dieses Zwitschern? Der Wissenschaftler kann sich eine Vielzahl an Anwendungsmöglichkeiten in der Quantenphysik vorstellen. Im Bereich Informationstechnik ermöglicht das Verfahren theoretisch eine Beschleunigung der Datenübertragung. Denn durch die Nano-Erdbeben und die dadurch modellierten Lichtwellen lassen sich 100 Mal kürzere Pulse setzen als nach herkömmlicher Methode.

Aufgrund der extremen Bedingungen, unter denen das Phänomen abläuft, könnten außerdem eine Vielzahl quantenphysikalischer Fragestellungen erstmalig untersucht werden. Ein Grund dafür, warum die Erkenntnisse aus Dortmund bereits im Vorfeld weltweites Interesse hervorriefen. 

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