Hoch-auflösende Bildgebung mit multi-Parameter Quantenmetrologie

• Antragsteller: Professor Dr. Daniel Braun
• Fachliche Zuordnung: Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 423415383

Zentrales Ziel des Forschungsvorhabens ist es, das ultimative Auflösungsvermögen bildgebender Systeme basierend auf den Methoden der Quantenmetrologie zu verstehen. Bisherige Analysen basierten auf klassischer Wellenoptik und führten zu bekannten Schranken wie die Rayleighsche oder Abbésche Beugungsschranke, denen zufolge die Auflösung z.B. von Mikroskopen nicht wesentlich besser sein kann als die Wellenlänge des benutzten Lichtes. Diese stehen jedoch in Konflikt mit deutlich besseren, experimentell bestätigten Auflösungen, die durch geschickte Messverfahren erzielt werden können und mittlerweile in der Biologie eine wichtige Rolle spielen. Im Gegensatz zu diesen klassischen Analysen soll in dem Projekt das Auflösungsvermögen nur basierend auf den Gesetzen der Quantenmechanik für verschiedene optische Abbildungssysteme wie Mikroskope oder Teleskope berechnet werden. Dazu wird Licht quantenmechanisch beschrieben, und die Möglichkeit quantenmechanischer Interferenz ausgenützt. Die Bildgebung wird formuliert als ein Problem aus der Quantenmetrologie, wo eine Vielzahl von Bildparametern dem quantenmechanischen System "Licht" aufgeprägt werden, die es dann möglichst genau zu messen gilt. Messverfahren sollen theoretisch entwickelt werden, die den so erhaltenen Schranken möglichst nahe kommen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Großbritannien
• Kooperationspartner: Professor Dr. Gerardo Adesso