Quantenuhren und komplexe Systeme

In diesem Projekt untersuchen wir die Dynamik von gefangenen Ionen in kristallinen Strukturen. Die gut kontrollierte Umgebung erlaubt es, die Natur von symmetriebrechenden Phasenübergängen, die Dynamik von Energietransport und Nanoreibung auf atomaren Skalen zu untersuchen in einem quasi selbstgebauten und atomar zugänglichen Festkörpersystem.

Ziel ist es, eine optische Atomuhr basierend auf lasergekühlten Ionen-Kristallen zu entwickeln. Mit dieser neuen Atomuhr soll eine kürzere Mittelungszeit erreicht werden als bisher realisierbar in aktuellen Uhren. Damit wird eine Anwendung von Atomuhren als Quantensensoren für schnelle Zeit- und Frequenzmessungen ermöglicht, die auch in der Geodäsie einsetzbar ist.

Wir entwickeln chip-basierte skalierbare Ionenfallen für die Quantenmetrologie, die für hochpräzise Spektroskopie und sehr kleine systematische Fehler optimiert sind. Mithilfe integrierter Optik und Elektronik sollen portable und kompakte Atomuhren realisiert werden.