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Quantenradiometrie

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: qr_1.jpg: Versuchsanordnung zum Nachweis der quantenmechanischen Verschränkung von vier einzelnen Quantenbits (q1 bis q4)

Supraleitende Strahlungsdetektoren sind in der Lage, photonische Signale so weit aufzulösen, dass nur noch das unvermeidliche Rauschen durch die Photonenstatistik des zu messenden Signals die Empfindlichkeit begrenzt.

Basis der Entwicklung ist die grundlagenorientierte Forschung zu makroskopischen Quantenphänomen in Festkörpern. So konnte z.B. an supraleitenden Ringen die Superposition und Verschränkung von Quantenzuständen nachgewiesen und mit einer klassischen Schnittstelle manipuliert werden. Die Erkenntnisse zum Verhalten solcher Systeme fließen in aktuelle und zukünftige Sensorgenerationen ein.

: qr_2.jpg: Sensorchip mit 37 Empfängern für eine Strahlung mit 350µm Wellenlänge

Der Einsatz supraleitender Sensoren konzentriert sich zurzeit auf das Terahertz (THz = 10¹²Hz) Spektrum. In der Radioastronomie ist dieses Frequenzband für die erdgebundene Beobachtung von Sternenentstehungsgebieten und sehr weit entfernten Galaxien interessant. Gemeinsam mit dem Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Bonn werden Bolometerkameras entwickelt, deren jüngste Ausbaustufe ‚SABOCA’ im Frühjahr 2009 als Beobachtungsinstrument für das Teleskop APEX der europäischen Südsternwarte in Chile abgenommen wurde.

: qr_3.jpg: Sternenentstehungsgebiet NGC 6334, kartiert von der Bolometerkamera SABOCA am Radioteleskop APEX

: qr_4.jpg: Terahertz-Bild einer Versuchsperson mit einer versteckten Waffenattrappe, aufgenommen in 3 Sekunden aus 5 Metern Entfernung

Technisch eng verwandte Systeme können auch als Kamera in der Sicherheitstechnik eingesetzt werden, wobei die Terahertz-Technik es hier ermöglicht, versteckte Gegenstände an Personen zu visualisieren, ohne dabei deren Intimsphäre zu verletzten. Gemeinsam mit Thüringer Partnern (Jena-Optronik GmbH, Supracon AG) wird diese Technologie zur Videokamera weiterentwickelt. Angestrebt ist ein Einsatz an Flughäfen oder zum Schutz von Feldlagern der Bundeswehr.

: qr_5.jpg: Prototyp einer passiven Terahertz-Sicherheitskamera

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