Physikalisch-Technische Bundesanstalt

Drei Doktorandinnen / Doktoranden (93/12-Quest)Donnerstag, 28. Februar 2013

Das QUEST Institut für Experimentelle Quantenmetrologie ist eine gemeinsame Einrichtung der Leibniz Universität Hannover und der PTB in Braunschweig. Das Institut wurde im Rahmen des Exzellenzclusters QUEST („Centre for Quantum Engineering and Space-Time Research“) auf dem Campus der PTB gegründet.

Die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) ist das nationale Metrologie-Institut der Bundesrepublik Deutschland mit wissenschaftlich-technischen Dienstleistungsaufgaben und fördert Fortschritt und Zuverlässigkeit in der Messtechnik für Gesellschaft, Wirtschaft und Wissenschaft.

Wir befassen uns mit der Präzisionsspektroskopie von gefangenen und lasergekühlten atomaren und molekularen Ionen. Dazu entwickeln wir neuartige Techniken für die kohärente Manipulation von einzelnen Ionen und deren Spektroskopie, basierend auf den Arbeiten von Dave Wineland, der dafür mit dem Physik-Nobelpreis 2012 ausgezeichnet wurde.

Zur Verstärkung unseres Teams haben wir ab sofort in drei Projekten jeweils eine Stelle als

Doktorandin/Doktorand

zu besetzen. Die Stellen sind auf 3 Jahre befristet.
Die Vergütung erfolgt nach Entgeltgruppe 13 TVöD Bund (85%).

Quantenlogikspektroskopie an Molekül-Ionen
Moleküle mit ihrer reichen internen Niveau-Struktur bieten ein faszinierendes Forschungsfeld im Bereich der Präzisionsspektroskopie, Quantenchemie und Tests fundamentaler Theorien. Ein wichtiges Ziel für diese und andere Anwendungen ist die volle Kontrolle über die internen und externen Freiheitsgrade der Moleküle. In diesem Projekt sollen Methoden für die Zustandspräparation und Spektroskopie von gefangenen Molekül-Ionen entwickelt werden. Dazu wird ein sogenanntes Logik-Ion zusammen mit dem Molekül-Ion in einer Paulfalle gefangen und von diesem lasergekühlt. Durch gezielte kohärente Manipulation der internen und externen Freiheitsgrade des Molekül- und des Logik-Ions mit Lasern können die internen Zustände des Moleküls präpariert und spektroskopiert werden. Ihre Aufgabe ist es diese universellen Techniken an einer bestehenden Apparatur mit Magnesium Kühl-Ionen zu implementieren und die Spektroskopie an einfach geladenen Metallhydrid-Ionen zu demonstrieren.

Portable Aluminium Quantenlogik Uhr
Aluminium-Ionen besitzen einen verbotenen Übergang, der sich aufgrund seiner Unempfindlichkeit gegenüber externen Störungen besonders gut als Referenz für eine optische Uhr eignet. Da Aluminium jedoch keinen geeigneten Übergang für die Laserkühlung und Detektion besitzt, wird es zusammen mit einem Logik-Ion eingefangen und von diesem gekühlt. Durch eine Reihe von kohärenten Laserpulsen kann der interne Zustand des Aluminium-Ions auf das Logik-Ion übertragen und dort ausgelesen werden. Auf diese Weise wird am NIST (Boulder) die derzeit genaueste Uhr der Welt betrieben. In diesem Projekt wird eine portable Aluminium Quantenlogikuhr mit Calcium als Logik-Ion aufgebaut und charakterisiert. Ihre Aufgabe ist es eine bestehende Apparatur durch eine neue hochpräzise mikrostrukturierte Ionenfalle und eine miniaturisierte Vakuumapparatur zu erweitern. Ziel der Arbeit ist es mit dieser portablen Aluminium Uhr Frequenzvergleiche mit anderen Uhren in Europa sowohl Seite-an-Seite, als auch über größere Entfernungen mittels einer Glasfaserverbindung durchzuführen.  Dabei sollen insbesondere Gangunterschiede aufgrund der unterschiedlichen Position der Uhren im Gravitationspotential im Rahmen der sogenannten relativistischen Geodäsie untersucht werden.

Quantenlogikspektroskopie an hochgeladenen Ionen
Ausgewählte hochgeladene Ionen besitzen langlebige Übergänge im optischen Spektralbereich, die sich hervorragend für optische Uhren und der Suche nach einer Änderung von Fundamentalkonstanten eignen. In diesem Projekt soll in Zusammenarbeit mit dem MPIK in Heidelberg eine Apparatur zur Speicherung und anschließender Quantenlogikspektroskopie von hochgeladenen Ionen aufgebaut werden. Ein hochgeladenes Ion soll zusammen mit einem Beryllium Kühl-Ion in einer kryogenen Paulfalle gespeichert werden. Analog zur Aluminium Uhr kann der interne Zustand der hochgeladenen Ionen über eine Abfolge von Laserpulsen präpariert und ausgelesen werden. Ihre Aufgabe ist der Aufbau der bereits in der Entwicklung befindlichen Apparatur und der erforderlichen Lasersysteme. Ziel der Arbeit ist die Demonstration der ersten Präzisionslaserspektroskopie an hochgeladenen Ionen.

Ihr Profil:
Bewerber/Bewerberinnen sollten ihre Diplom- oder Masterarbeit in der Physik oder einer verwandten Fachrichtung mit Erfolg abgeschlossen haben. Erfahrung in experimenteller Quanten- oder Atomoptik, UHV-Technologie, Laserkühlung, Atomfallen, Laserspektroskopie oder Elektronik ist wünschenswert, aber nicht erforderlich. Wir bieten die Durchführung spannender Projekte in einem jungen, motivierten Team und erwarten Kreativität, Lern- und Kommunikationsbereitschaft sowie eigenverantwortliches Arbeiten und die Fähigkeit sich in einem Team zu integrieren.

Die Promotion erfolgt an der Leibniz Universität Hannover.

Weitere Informationen erhalten Sie bei Herrn Prof. Dr. Piet Schmidt,
QUEST Institut für Experimentelle Quantenmetrologie
Tel.: 0531/592-4700
E-Mail: Piet.Schmidt@quantummetrology.de
Web: www.quantummetrology.de/quest


Die PTB fördert die berufliche Gleichstellung von Frauen und Männern und ist deshalb besonders an Bewerbungen von Frauen interessiert.

Die PTB bietet im Rahmen der dienstlichen Möglichkeiten flexible Teilzeitmodelle an, um insbesondere die Vereinbarkeit von Familie und Beruf zu unterstützen. Nähere Informationen hierzu finden Sie in unserem Flyer „Familienfreundliche PTB“ unter www.ptb.de/Jobs/Ausbildung.

Schwerbehinderte Bewerber/innen werden bei gleicher Eignung bevorzugt berücksichtigt.

Sind Sie interessiert? Wir freuen uns auf Ihre aussagefähige Bewerbung. Richten Sie diese bitte bis zum 28. Februar 2013 unter Angabe der Kennziffer 93/12-Quest an die

Physikalisch-Technische Bundesanstalt
- Personalreferat –
Bundesallee 100
38116 Braunschweig

oder E-Mail: Bewerbung@ptb.de