Vollbremsung für Photonen - wissenschaft.de
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Vollbremsung für Photonen

Physik

Seit einigen Jahren ist es möglich, Photonen im Labor bis auf wenige Meter pro Sekunde – und damit auf weniger als ein Promille der Lichtgeschwindigkeit – zu verlangsamen. Nun schaffte es ein Team um Mikhail Lukin an der Harvard University in Cambridge (USA) erstmals, einen Lichtstrahl vollständig zu stoppen.

Die Forscher benutzten dazu einen Strahl aus rotem Laserlicht, den sie auf eine Wolke aus heißem Rubidium-Gas lenkten. Zusätzlich beleuchteten sie das Rubidium mit zwei so genannten Kontrollstrahlen, deren Frequenz so gewählt war, dass ihr Licht die Gas-Atome gezielt beeinflusste: Es erzeugte in dem Rubidium zwei dünne Schichten, die die Photonen des Laserstrahls wechselweise durchließen oder reflektierten – das heißt sie wie Ping-Pong-Bälle hin und her warfen. Das Licht wurde so zwischen den beiden Gasschichten gefangen. Wenn man die Kontrollstrahlen abschaltete, bewegte sich das Licht mit der normalen Geschwindigkeit weiter.

Bislang konnten die Forscher die Photonen nur wenige Millisekunden lang einfangen. Prinzipiell jedoch, ist Lukin überzeugt, sollten sich die Lichtteilchen deutlich länger festhalten lassen. Sie könnten dann beispielsweise zum Speichern und Transportieren von Informationen in einem Quantencomputer dienen. Auch bei der optischen Datenübertragung in Telekommunikationssystemen ließe sich die Lichtbremse einsetzen, um übertragene Signale zu steuern und auszulesen.

Hans Groth

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