Verschränkte Photonen überlisten die Gesetze der Optik

Mit konventionellen Mikroskopen können Proben nicht beliebig vergrößert werden, denn die Beugungsgrenze limitiert das Auflösungsvermögen in Abhängigkeit von der Wellenlänge.

Die Wissenschaftler haben nun Photonensysteme so manipuliert, dass sie sich wie Teilchen mit einer kürzeren Wellenlänge verhalten. Das Team um Anton Zeilinger von der Universität Wien verschränkte vier Photonen miteinander, die Wissenschaftler um Aephraim Steinberg von der University of Toronto drei.

Die verschränkten Photonen bilden in der Folge ein quantenmechanisches System aus, das die drei- bzw. vierfache Energie eines Einzelphotons – auch bei räumlicher Trennung – besitzt. Da sich die Energie und die Wellenlänge eines Photons umgekehrt proportional zueinander verhalten, folgt, dass sich die „Drillinge“ beziehungsweise „Vierlinge“ wie diskrete Teilchen mit einem Drittel oder einem Viertel der Wellenlänge eines Einzelphotons verhalten. Damit wird die Beugungsgrenze konsequent zu kürzeren Wellenlängen verschoben.

Mögliche Anwendungen liegen in der Zukunft beispielsweise in optimierten Mikroskopen und in verbesserten optischen Speichermedien.

Universität Wien, Institut für Experimentalphysik
Herr Prof. Anton Zeilinger
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