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Kühlung von Materie aus Distanz
Über Licht wird eine vibrierende Membran mit einer Wolke aus Atomen zu einem Regelkreis gekoppelt. Die Temperatur der beiden unterschiedlichen Quantensysteme bestehend aus der Membran und den Spins der Elektronen reguliert sich so gegenseitig, ohne dass eine Messung von aussen notwendig ist. (Bild: Departement Physik, Universität Basel)
Forschende der Universität Basel können zwei Quantensysteme über eine Distanz von einem Meter zu einem Regelkreis verbinden. In diesem Regelkreis wird das eine Quantensystem – eine vibrierende Membran – durch das andere Quantensystem – eine Wolke von Atomen – gekühlt. Die beiden Systeme sind über Laserlicht miteinander gekoppelt. Derartige Schnittstellen, an denen Quantensysteme unterschiedlicher Natur auch über vergleichsweise grosse Distanzen interagieren, sind für zukünftige Quantentechnologien von grosser Bedeutung.
Das Prinzip der Rückkopplung kennen wir alle: Mithilfe eines Thermostaten an der Heizung regeln wir die Raumtemperatur. Der Thermostat misst die aktuelle Temperatur, gleicht diese mit einem Sollwert ab und regelt je nach Messwert den Durchfluss der Heizung. Solche Regelkreise begegnen uns in zahlreichen Bereichen des Alltags und der Technik.