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Wissenschaft: Forschung

Wissenschaftler “surft” auf den Wellenkämmen des Lichts

Erstveröffentlichung: www.readers-editon.de Autor: Rolf Froböse

Eine herkömmliche Atomuhr. Bild: NASA
Eine herkömmliche Atomuhr. Bild: NASA
Im Rahmen der Weltleitmesse „Laser 2007 – World of Photonics“ wurde in München vergangene Woche zum zehnten Mal der Carl-Zeiss-Forschungspreis verliehen. Die Auszeichnung ging an den erst 40jährigen Jun Ye, einen in Shanghai geborenen Amerikaner, der als Professor für Physik an der Universität von Colorado in Boulder und zugleich am National Institute of Standards and Technology (NIST, ebenfalls in Boulder) arbeitet.

Jun Ye hat Erkenntnisse aufgegriffen und weiterentwickelt, die 2005 Professor Hänsch, Direktor am Max-Planck-Institut für Quantenoptik in Garching, und Professor John Hall (auch Universität von Colorado) den Nobelpreis für Physik eingebracht haben. Dabei geht es um neue experimentelle Arbeiten im Bereich der Femtosekundenlaser und Frequenzkämme. Der Carl-Zeiss-Forschungspreis ist mit 25.000 Euro dotiert und wird vom Ernst-Abbe-Fonds im Stifterverband für die Deutsche Wissenschaft alle zwei Jahre für herausragende Leistungen in der internationalen Optikforschung vergeben. „Die Bedeutung unseres Preises wird durch die beiden Gewinner Eric A. Cornell, Preisträger 1996, und Ahmed Zewail, Preisträger 1992, unterstrichen, die beide den Nobelpreis gewonnen haben, nachdem sie bereits den Carl-Zeiss-Forschungspreis erhalten hatten“, betont Dr. Dieter Kurz, Vorstandsvorsitzender der Carl Zeiss AG (Oberkochen).

Opitische Atomuhr

Die Frequenzkammtechnik hat es erstmals möglich gemacht, die Schwingungen des Lichts – bis zu 500.000 Milliarden pro Sekunde – zu zählen. Jun Ye hat neuartige Anwendungen auf dieser Basis entwickelt. Dazu zählt unter anderem die optische Atomuhr, die hinsichtlich Stabilität und Präzision alle bisher verwendeten Atomuhren weit in den Schatten stellt. Derartige Uhren sind keine Spielerei von spleenigen Physikern, sondern sind in vielen Bereichen wertvoll: „ Das betrifft zum Beispiel die Navigation auf große Entfernungen. Je genauer die hier verwendeten Uhren sind, desto exakter wird auch die Positionsbestimmung“, erläutert Dr. Augustin Siegel, Leiter Konzernfunktion Forschung und Technologie von Carl Zeiss. Die entsprechenden Anwendungsmöglichkeiten reichen von genaueren GPS-Systemen bis hin zur Lokalisation von weit entfernten Raumfahrzeugen.

Einblicke in eine faszinierende Welt

Jun Ye begründet seine „Vorliebe“ für dieses besondere Forschungsfeld: „Optische Frequenzkämme bringen auf wunderbare Weise zwei wissenschaftliche Gebiete zusammen, die zuvor keinerlei Verbindung hatten: die Präzisionsmesstechnik und die ultraschnellen Wissenschaften, die es uns erlauben, ultraschnelle dynamische Vorgänge in ganz kurzen Zeitfenstern zu betrachten oder Spektroskopie mit bisher unerreichter Auflösung in längeren Zeitabschnitten zu betreiben.“ Letztlich wird diese Technik unser Verständnis von den kleinsten Strukturen in Atomen und Molekülen voranbringen, wir können in diese faszinierende Welt ganz neue Einblicke gewinnen.

Der Spirit von Carl Zeiss

So könnten auf der Grundlage von optischen Frequenzkämmen neue Werkzeuge zur Identifizierung von Gasbestandteilen entwickelt werden. Dafür gibt es Einsatzmöglichkeiten in der Medizin bei der Untersuchung von Atemluft, im Arbeitsschutz beim Erkennen gefährlicher Substanzen oder in der Qualitätskontrolle z.B. von Mikrochips der Halbleiterindustrie. „In den zurückliegenden Jahren hat Jun Ye enorm zur Weiterentwicklung von Femtosekunden-Frequenzkämmen und ihrer Anwendung beigetragen. Seine Arbeit wird von der Art Spirit beflügelt, wie er schon für Carl Zeiss selbst typisch war – und das hat ihm jetzt zu Recht den Carl-Zeiss-Forschungspreis eingetragen“, erklärte Professor Jürgen Mlynek, Mitglied des Ernst-Abbe-Fonds und Präsident der Helmholtz-Gemeinschaft der deutschen Großforschungseinrichtungen, bei seiner Laudatio in München.

Photo / Quelle: NASA via Wikipedia

Erstveröffentlichung bei "Readers Edition" Autor Rolf Froböse Grundlage für Zweitveröffentlichung Creative Commons-Lizenz

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Schlüsselwörter: Atomuhr | optische Atomuhr | Wissenschaft | Carl Zeiss
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