Verschränkung levitierter Nanoteilchen in einem optischen Resonator

• Antragsteller: Professor Dr. Klaus Hornberger
• Fachliche Zuordnung: Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 439339706

Wir entwickeln eine umfassende, realistische Theorie, wie durch die korrelierte Rotations- und Schwerpunkts-Dynamik levitierter Nanoteilchen grundlegende Quantentests und Sensoren realisiert werden können. Optische Pinzetten (Tweezer) halten die Teilchen im Inneren eines optischen Resonators, der in Abhängigkeit von der Bewegung der Teilchen vom kohärent gestreuten Tweezer-Licht angetrieben wird. Dies kann die Nanoteilchen tief ins Quantenregime kühlen, und zu synchronisierter und Quanten-korrelierter Teilchendynamik führen, wenn die Verstimmungen und Polarisationen der Tweezer auf Quantenmessungen am Resonator-Feld konditioniert werden. Durch Berücksichtigung der Asphärizität, der großen Ausdehnung und der nichtlinearen Kopplung der Teilchen sowie aller relevanten Dekohärenz-Mechanismen, Mess-Rückwirkungen und der konditionierten Rückkopplungen auf den Antrieb stellen wir den theoretischen Rahmen zur Verfügung, um experimentell realistische Mess-Strategien zu entwickeln, die sich mit stochastischen Algorithmen optimieren lassen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Dr. Benjamin Stickler