Kolloquium für Physiklehrende
Materiewellen als Sensoren im Weltraum

Zeit : Dienstag , 12.2.2019, 16:15 Uhr
Veranstalter : Fachbereich Physik
Ort : Universität Ulm, O25, Physik-Hörsaal H2,

Enno Giese, Institut für Quantenphysik, Universität Ulm

Abstract:
Dass sich Licht als Welle ausbreitet, ist eine der fundamentalen Erkenntnisse der Elektrodynamik und hat nicht nur neue Einsichten in unser physikalisches Grundverständnis, sondern auch die Entwicklung unserer heutigen Hochtechnologien ermoglicht. Die moderne Astronomie und Kommunikation, aber auch Präzisionssensoren basieren auf den Welleneigenschaften elektromagnetischer Strahlung, wie z. B. auf Interferenzerscheinungen.
Einer der Grundungsmomente der Quantenmechanik war die Entdeckung dass Materie, ähnlich zum Licht, Welleneigenschaften besitzt. Diese Erkenntnis bestimmt nicht unser heutiges Atommodell, sondern führte auch zu neuen Technologien wie z. B. der Elektronenmikroskopie. Die Erzeugung von neuen Materiezuständen aus ultrakalten Gasen eröffnet weitere Forschungsansätze, da die Welleneigenschaften dieser Atome eher einem Laser gleichen als denen einer Glühlampe, um einen Vergleich zur Optik zu ziehen. Da Atome eine große Masse besitzen, wechselwirken sie stark mit der Gravitation und bieten daher eine Plattform, um Hochpräzisionssensoren für Gravitation und Beschleunigungen zu konstruieren.
Aus diesem Grund wurde das Interesse von Raumfahrtagenturen wie dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt geweckt, Quantengase unter Schwerelosigkeit zu erzeugen. Die Erzeugung und Manipulation dieser Quantenzuständen in Raketenmissionen und auf der Internationalen Raumstation stellt nicht nur eine technologische Herausforderung dar, sondern liefert auch Einsichten in die Dynamik und die Eigenschaften von Materiewellen. Auf der anderen Seite werden auf Basis von Interferenzerscheinungen Sensoren unter Schwerelosigkeit konstruiert, um fundamentale Fragestellungen wie z. B. die Grundprinzipien der Allgemeinen Relativitatstheorie mit Hilfe von ultrakalten Quantengasen zu überprüfen.

Weitere Informationen

Rückfragen:
Matthias Freyberger, Institut für Quantenphysik
Tel. 0731-50-23085
Email

Die Veranstaltung wird von den Abteilungen Schule und Bildung der Regierungspräsidien in Tübingen und Stuttgart als Fortbildungsmaßnahme empfohlen. Leider können keine Reisekosten erstattet werden. Für die teilnehmenden Lehrkräfte besteht aber Unfallschutz im Rahmen der gesetzlichen Bestimmungen.
Besonders freuen wir uns über die Teilnahme interessierter Schülerinnen und Schüler.