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Nachrichten aus Abteilung 4

In der Quantenkryptographie werden zurzeit abgeschwächte gepulste Laser als Lichtquellen verwendet. Die mittlere Photonenzahl eines Laserpulses ist für die Bewertung der Sicherheit des gesamten Kryptographiesystems von entscheidender Bedeutung. Diese wurde im Rahmen des EMRP-Projekts „Metrology for the industrial quantum communications“ (MICQ) mittels eines Photonenzahl-auflösenden Detektors...

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In Zusammenarbeit mit dem Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts ist es Forschern am QUEST-Institut an der PTB erstmals gelungen eine einmodige Glasfaser für Strahlung im ultra-violetten Spektralbereich zu demonstrieren. Die Faser basiert auf einer Kagomé-Struktur, bei der die Strahlung in einem Hohlkern außerhalb des absorbierenden Glases geführt wird. Solche Fasern finden breite Anwendung...

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In Zusammenarbeit mit dem wissenschaftlichen Gerätebau der PTB wird ein Prozess entwickelt, um hochgenaue, skalierbare Ionenfallen für Multi-Ionen Uhren auf der Basis von goldbeschichteten AlN-Keramik Substraten herzustellen. Erste laserstrukturierte und beschichtete Test-Chips wurden erfolgreich zu einer Fallenstruktur zusammengesetzt und kontaktiert. Diese befindet sich nun im Testbetrieb am...

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Am QUEST-Institut an der PTB wurde ein Aufbau zur ortsaufgelösten Seitenbandspektroskopie an Coulomb-Kristallen entwickelt. Die zunächst mit einem einzelnen Ion durchgeführten Tests erlaubten die gleichzeitige Messung von Temperaturen mehrerer Moden im Bereich einiger Millikelvin. Mittels Grundzustandskühlen der radialen Moden konnte gezeigt werden, dass die Heizraten im derzeit verwendeten...

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Hochgeladene Ionen besitzen Übergänge, die sich besonders gut für optische Uhren, Tests der Quantenelektrodynamik und die Untersuchung einer möglichen Änderung von Naturkonstanten eignen. Bislang konnten sie jedoch nur bei extrem hohen Temperaturen im Mega Kelvin Bereich untersucht werden. Forschern des Max-Planck-Instituts für Kernphysik (Heidelberg) und der PTB ist es nun erstmals gelungen...

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Mit den Fontänenuhren CSF1 und CSF2 der PTB konnten erstmals Beiträge zur Steuerung der Internationalen Atomzeit erbracht werden, deren statistische Unsicherheit durch die Verwendung eines optisch stabilisierten Mikrowellensignals reduziert war. Die kontinuierlichen Messungen über 10 Tage haben gezeigt, dass die Frequenzen von CSF1 und CSF2 innerhalb der reduzierten relativen statistischen...

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Die größte systematische Unsicherheit in Aluminium-Ionenuhren ist die relativistische Zeitdilatation aufgrund der Restbewegung des Ions in der Falle. Forscher am QUEST-Institut an der PTB haben eine neue Kühltechnik demonstriert, die es erlaubt signifikant schneller als herkömmliche Kühltechniken in den Bewegungsgrundzustand zu kühlen. Diese neue Technik wird es ermöglichen den größten Beitrag im...

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In der Arbeitsgruppe von C. Ospelkaus (QUEST-Institut an der PTB und LUH) wurden 9Be+ Ionen in einer im Reinraumzentrum der PTB hergestellten Mikro-Ionenfalle gespeichert. Von der neuartigen Ionenfalle mit integrierter Mikrowellenmanipulation verspricht man sich eine wesentlich höhere Qualität quantenlogischer Operationen. Als nächste Schritte stehen nun die Realisierung eines Quanten-Bits oder...

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Für ein optisches Frequenznormal, das einen stark verbotenen Oktupolübergang in einem gespeicherten Yb+-Ion als Referenzübergang nutzt, wurde die Frequenzverschiebung durch die Schwarzkörperstrahlung der Umgebung mit einer Relativunsicherheit unter 2·10-18 bestimmt. 

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Für die Abschätzung der Messunsicherheit von Laser-Interferometern, wurde eine Methode weiterentwickelt, die unter Ausnutzung von gezielter, geometrischer differentieller Strahlverfolgung in optischen Systemen, Feldtransformation an Grenzflächen und Matrix-Optik auf rigoroser vektorieller Beugungstheorie aufbaut. Die Methode stimmt in guter Näherung mit einer schrittweisen...

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