Quantenphysik: Ein Tornado aus Elektronen
![Ein Tornado aus Elektronen Ein Tornado aus Elektronen](https://static.spektrum.de/fm/912/f2000x857/quantentornado_persp_teaser.jpg)
© Technische Universität Wien (Ausschnitt)
© Technische Universität Wien (Ausschnitt)
Die Wundermaske | Eine ebene Welle (links) trifft auf die speziell geformte Gittermaske, die den Elektronenstrahl in einen rechts- und einen linksdrehenden Vortex-Strahl (oben und unten) sowie einen mittleren Strahl ohne Drehung teilt.
Bisher gab es keine effiziente Methode, solche Elektronentornados zu erzeugen. Nun haben Forscher von der Universität Antwerpen und der Technischen Universität Wien ein brauchbares Verfahren entwickelt. Das Team um Peter Schattschneider entwarf am Computer eine gitterartige Maske und übertrug sie durch Ionendünnung – Ätzen mit einem Ionenstrahl – auf eine Platinfolie. Fällt ein Elektronenstrahl auf das nur wenige Mikrometer große Gitter, teilt er sich: Neben ihm entsteht auf der einen Seite ein rechts- und auf der anderen ein linksdrehender Vortex-Strahl (siehe Grafik).
Unmittelbare Einsatzmöglichkeiten sieht Schattschneider in der hochaufgelösten Untersuchung magnetischer Materialien. Diese beeinflussen den Drehimpuls der Elektronen eines hindurchtretenden Elektronenstrahls. Schickt man ihn anschließend durch das Platingitter, so ist danach einer der beiden Vortex-Strahlen intensiver.
Schattschneider stellt sich aber auch exotischere Anwendungen vor: „Man könnte gezielt winzige Räder eines mikroskopisch kleinen Motors in Drehung versetzen“, spekuliert der Forscher. Auch für die abhörsichere Datenübertragung und für Quantencomputer wären die Vortex-Strahlen seiner Ansicht nach geeignet.
Manuela Kuhar
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