Die Fähigkeit, Atome mit Hilfe von Lasern auf Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt zu kühlen, führte zu einer neuen Phase der Präzisionsspektroskopie, in der die Doppler-Verschiebungen von atomaren Bewegungen fast vollständig eliminiert werden. Dies ebnete den Weg zu Durchbrüchen bei Atomuhren und Präzisionstests der Fundamentalphysik bei sehr niedrigen Energien. Allerdings kann nur eine Handvoll Spezies direkt mit dem Laser gekühlt werden. Am QUEST-Institut entwickeln wir neuartige Spektroskopie-Experimente, die auf Techniken basieren, die ursprünglich im Zusammenhang mit der Quanteninformatik entwickelt wurden.
Quantenlogikspektroskopie ist die Anwendung von Methoden der Quanteninformationsverarbeitung in der Spektroskopie. Sie ermöglicht die spektroskopische Untersuchung von Spezies, die sich herkömmlichen Methoden entziehen, wodurch sich eine enorme Bandbreite neuer Spezies für die modernsten Werkzeuge der optischen Präzisionsmetrologie öffnet. Dies ermöglicht die Entwicklung von optischen Uhren jenseits des aktuellen Stands der Technik, mit denen Tests fundamentaler Physik mit bisher unbekannter Präzision und Genauigkeit durchgeführt werden sollen, wie z.B. die Suche nach Zeitvariationen von Fundamentalkonstanten, dunkler Materie und die Suche nach einer bisher unbekannten "fünften Kraft". Die ausgeschriebene Stelle befasst sich mit der Untersuchung einer der folgenden Systeme:
- Aluminiumionen für die Realisierung einer hochgenauen optischen Uhr (S. Hannig et al. Rev. Sci. Instrum. 90, 053204 (2019))
- Molekülionen, z.B O2+ für den Nachweis einer möglichen Variation von Fundamentalkonstanten (Wolf et al., Nature 530, 457, (2016))
- Hochgeladenen Ionen, z.B. Ca14+ für neue optische Uhren und Tests fundamentaler Physik (Micke et al. Nature 578, 60 (2020))
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