Quantum 2025
Internationales Jahr der Quantenwissenschaft und -technologie (IYQ)
Die Vereinten Nationen haben das Jahr 2025 zum Internationalen Jahr der Quantenwissenschaft und -technologie (IYQ) ausgerufen. Am Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut) und dem Institut für für Gravitationsphysik der Leibniz Universität Hannover spielt die Quantenmechanik in Experiment und Theorie seit jeher eine tragende Rolle. An den Instituten erfoschen Wissenschaftler*innen – von den Quanten bis zum Kosmos – das ganze Spektrum der Gravitationsphysik. Das umfasst die Entwicklung und den Betrieb von aktuellen und zukünftigen hochpräzisen Gravitationswellen-Detektoren, deren Messgenauigkeit durch die Quantenphysik begrenzt ist, zukunftsweisende quantenoptische Laborexperimente und die Erforschung der Quantengravitation, einer quantenmechanischen Beschreibung der Relativitätstheorie.
Unsere aktuelle Quantenforschung
10-Meter-Prototyp
Die Empfindlichkeit heutiger und zukünftiger Gravitationswellendetektoren ist durch quantenmechanisches Rauschen beschränkt. Der 10-Meter-Prototyp des AEI wird als Prüfstand für neue Technologie dienen und mögliche Methoden zur Überwindung des Standardquantenlimits untersuchen.
Einstein-Teleskop
Das AEI ist seit langem eine führende Institution in der Gravitationswellenforschung und Mit-Initiator des Einstein-Teleskops. Die Forschung umfasst unter anderem quantenlimitierte interferometrische Messungen und Quetschlichtquellen.
GEO600
GEO600 ist ein Gravitationswellen-Detektor und die Technologie-Schmiede der internationalen Forschungsgemeinschaft. Die im GEO-Projekt entwickelten und getesteten Technologien sorgen dafür, dass das heutige Detektoren auf Quantenniveau beobachten.
Laser und gequetschtes Licht
Die Gruppe „Laser und gequetschtes Licht“ konzentriert ihre Forschung auf stabilisierte Hochleistungslaser und nicht-klassische Lichtquellen für Gravitationswellen-Detektoren der nächsten Generation, wie das Einstein-Teleskop und Cosmic Explorer.
Exzeptionelle Quantengravitation
Diese vom ERC geförderte Forschungsgruppe versucht, einen neuen, auf Symmetrie basierenden Ansatz für das Problem der Vereinbarkeit von Quantenmechanik und Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie zu einer konsistenten Theorie der Quantengravitation zu entwickeln, die Gravitation, Raumzeit und Materie vereint.
Quantengravitation und Vereinheitlichte Theorien
Die Abteilung beschäftigt sich mit der Vereinigung von Allgemeiner Relativitätstheorie und Quantenmechanik zu einer Theorie der Quantengravitation, die gleichzeitig zu einer konsistenten Vereinheitlichung aller fundamentalen Naturkräfte führen sollte.
Fundamentale Physik
Forschende der Abteilung „Präzisionsinterferometrie und Fundamentale Wechselwirkungen“ untersuchen unter anderem Vorhersagen der Quantenelektrodynamik.
Quantum Control
Diese Forschungsgruppe am Institut für Gravitationsphysik der Leibniz Universität Hannover arbeitet hauptsächlich an der kontinuierlichen Messung und Stabilisierung von (meist quantenoptischen) Systemen, die Rauschen auf oder unterhalb des Quantenniveaus aufweisen.
Relevante Artikel in Jahrbüchern der MPG
Fundamentale Wechselwirkungen aus der Sicht komplexer Systeme (2021)
Quantenphysikalische Verschränkung spielt eine Rolle beim Verständnis der Schwerkraft.
Quantengravitation und Vereinheitlichung (2016)
Wie Symmetriebetrachtungen bei der Vereinheitlichung der allgemeinen Relativitätstheorie und dem Standardmodell der Teilchenphysik helfen.
Der 10+16 dimensionale Superraum als Baukasten für Streuamplituden (2014)
Welche Symmetrien und mathematischen Strukturen sind in Streuamplituden in Quantenfeldtheorien versteckt?
Inflation und Zyklen im Multiversum (2011)
Welche Aussagen liefert die String-Theorie als derzeit bester Ansatz einer vereinheitlichten Theorie über unser Universum?
Innovation Quantenmetrologie (2010)
Beim deutsch-britischen Observatorium GEO600 soll zum ersten Mal weltweit gequetschtes Licht die Messempfindlichkeit eines Gravitationswellendetektors verbessern.
Geometrie des expandierenden Universums (2009)
Definitive Erkenntnis aus lückenhafter Information: verallgemeinerte Raumzeitgeometrien aus der Quantengravitation mit moderner Mathematik untersuchen
Wie viele Dimensionen hat die Welt? (2007)
Die Stringtheorie spielt eine zentrale Rolle bei der Suche nach einer konsistenten Quantentheorie der Gravitation.
Neue Symmetrie-Strukturen in der Stringtheorie (2005)
Ein neu entwickelter Zugang zur Definition einer vereinheitlichten Theorie der vier bekannten Fundamentalkräfte, der auf der Analyse von Symmetrien in der Stringtheorie basiert.
Innovative Optik für die Gravitationswellen-Astronomie (2004)
Mit Hochleistungslasern, fortschrittlicher Technik und neuartigen Konzepten zur Astronomie mit Gravitationswellen.
Integrable Superspinketten und Rotierende Superstrings (2003)
Ein neuartiger Zugang zum Studium vier-dimensionaler Quantenfeldtheorien mittels langreichweitiger, integrabler Superspinketten.