Quantenwirbel

Das Bremsen und Einfrieren von Licht macht viele interessante Experimente möglich. Zum Beispiel könnte man einen Lichtpuls durch ein Bose-Einstein-Kondensat schicken und die Lichtgeschwindigkeit so einstellen, dass sie der Schallgeschwindigkeit im Kondensat – rund ein Zentimeter pro Sekunde – entspricht. Die Atome im Konden-sat würden dann gleichsam auf dem Lichtpuls reiten und das gesamte Kondensat in Schwingung versetzen. Kondensate lassen sich außerdem in einen Wirbelzustand versetzen, wobei das Gas rotiert und diskrete Quantenwirbel bildet. Ein verlangsamter Lichtpuls würde beim Durchgang durch einen Wirbel mit dem Gas mitgezogen; dieses Phänomen gleicht Vorgängen, die in der Nähe Schwarzer Löcher vermutet werden. Mit langsamem Licht können die Forscher demnach gewisse Eigenschaften dieser rätselhaften astronomischen Objekte im Labor untersuchen.

Eine andere Anwendung für langsames oder gestopptes Licht könnten Quanten-computer sein, in denen die normalerweise eindeutigen Einsen und Nullen durch Quantensuperpositionen von Einsen und Nullen – so genannte Qubits – ersetzt sind. Falls solche Computer sich bauen lassen, können sie gewisse Probleme lösen, für die ein gewöhnlicher Elektronenrechner unermesslich viel Zeit brauchen würde. Indem ein mit langsamem Licht operierendes System flüchtige Photonen in stationäre Zustands--muster umwandelt und umgekehrt, liefert es eine Methode, Qubits ineinander zu kon-vertieren. Dieser Vorgang dürfte eine Voraussetzung für den Bau großer Quanten-computer sein.