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Optik: Photonen im Gänsemarsch

Am California Institute of Technology haben Physiker um Jeff Kimble einen Weg gefunden, Photonen auf dem Weg durch einen Kristall zu stoppen und nur einzeln durchzulassen. Ihr Verfahren könnte einen wertvollen "Trichter" für Forschungsvorhaben im Bereich der Optik und eventueller optischer Schaltungen liefern.

Kernstück der optischen Vereinzelungsanlage ist ein Atom mit besonders eingestellten Eigenschaften. Seine Energieniveaus sind so gewählt, dass ein Photon es vom Grundzustand in den ersten angeregten Zustand heben kann, die Lücke zum zweiten angeregten Zustand aber nicht passend für weitere Photonen ist. Als Folge kann nur ein Lichtquant zur Zeit den Engpass besetzen und passieren. Erst wenn dieses Photon hindurch ist, ist der Weg frei für den Nachfolger. Alle anderen Photonen werden reflektiert.

In ihren Experimenten wandelten die Wissenschaftler mit ihrem Aufbau den eingestrahlten Lichtfluss in einen gleichmäßigeren Strom um. Bei geringen Intensitäten ließen sich an den einzeln duchtretenden Photonen Quanteneffekte beobachten. Gegenwärtig arbeiten die Forscher daran, die Anlage für solche Messungen zu optimieren.
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