Labor

Das Labor ist der bevorzugte Aufenthaltsort von Wissenschaftlern. Dort entwickeln sie beispielsweise ein neues Serum, um Menschen in Kampfmaschinen ohne eigenen Willen zu verwandeln. Oder sie bauen einen Super-Computer, der bald das gesamte Wissen der Menschheit speichert und sodann die Weltherrschaft übernimmt. - Zuweilen geht es im Labor auch recht gesittet zu. Die Wissenschaftler von der Denta-Gard-Forschung beispielsweise starren den ganzen Tag über auf gigantische Bildschirme, auf denen Live-Übertragungen von Wasserfällen im Schwarzwald zu sehen sind.

Die ersten Versuche mit gebremstem Licht dauerten jeweils 27 Stunden ohne Pause. Statt zum Essen in die Kantine zu gehen, gewöhnten Lene Vestergaard Hau und ihr Team sich an, in einer Hand ein Stück Pizza zu balancieren, während sie mit der anderen Hand Spiegel auf dem optischen Tisch verschoben – in den entschei-denden Versuchsphasen bei völliger Dunkelheit. Die ersten Erfolge hatten sie im März 1998, und im Juli bremsten sie ihre Lichtstrahlen auf das Tempo von Flugzeugen. Gegen Ende 2000 konnten die Forscher schließlich Lichtpulse sozusagen kurz auf Eis legen und dann wieder weiter schicken. Wie die Forscherin in der September-Ausgabe von Spektrum der Wissenschaft betont, eröffnet die Arbeit mit langsamem und gefrorenem Licht ungeahnte Möglichkeiten für die optische Nachrichtenübertragung und –speicherung sowie für künftige Quantencomputer.

Das Bremsen und Einfrieren von Licht macht viele interessante Experimente möglich. Zum Beispiel könnte man einen Lichtpuls durch ein Bose-Einstein-Kondensat schicken und die Lichtgeschwindigkeit so einstellen, dass sie der Schallgeschwindigkeit im Kondensat – rund ein Zentimeter pro Sekunde – entspricht. Die Atome im Konden-sat würden dann gleichsam auf dem Lichtpuls reiten und das gesamte Kondensat in Schwingung versetzen. Kondensate lassen sich außerdem in einen Wirbelzustand versetzen, wobei das Gas rotiert und diskrete Quantenwirbel bildet. Ein verlangsamter Lichtpuls würde beim Durchgang durch einen Wirbel mit dem Gas mitgezogen; dieses Phänomen gleicht Vorgängen, die in der Nähe Schwarzer Löcher vermutet werden. Mit langsamem Licht können die Forscher demnach gewisse Eigenschaften dieser rätselhaften astronomischen Objekte im Labor untersuchen.

Diese extrem kalten Atomwolken bilden so genannte Bose-Einstein-Kondensate – exotische Quantensysteme, in denen sämtliche Atome einen einzigen Zustand einnehmen und völlig synchron agieren. Durch Bestrahlen mit einem exakt abge-stimmten Laserstrahl – dem Kopplungslaser – wird die Atomwolke fähig, einen zweiten Laserpuls, den Teststrahl, für kurze Zeit zu speichern und nach Ausschalten des Kopplungslasers wieder freizugeben.