Tanz der Photonen

In den Naturwissenschaften gibt es selten Veränderungen – schon gar nicht grundlegende. Denn sie unterliegen zumeist festgelegten Konstanten. Werden diese Eckpfeiler erschüttert, ist das einen Blick wert – nicht nur für Physiker.

Wenn wir von Wellenlängen in Verbindung mit Licht hören, wissen die meisten, worum es geht. Beim Thema Drehimpuls kommt dann so mancher schon nicht mehr mit. Doch genau darum dreht sich die Entdeckung eines Forschungsteams des Trinity Colleges in Dublin. Für die elektronische Kommunikation könnte die neue Erkenntnis weitreichende Folgen haben – ein Quantensprung, im wahrsten Sinne des Wortes.

Der Drehimpuls der Lichtpartikel

Auch wenn die Natur des Themas oft schwer zu greifen und Licht für die meisten ein abstrakter Begriff ist, sind dessen Bestandteile real und unterliegen den Gesetzen der Physik. Nach erfolgreich abgeschlossenen Experimenten rütteln die irischen Wissenschaftler derzeit aber an genau diesen.

Lichtpartikel – die Photonen – bewegen sich nicht nur strahlenförmig in eine Richtung, sie rotieren gleichzeitig um ihre Bewegungsachse. In der Summe wird daraus eine spiralförmige Bewegung.

Die Rotation um die Achse ist der Drehimpuls. Bisher ging die Physik davon aus, dass die Energie des Drehimpulses einem ganzen Vielfachen der Planck-Konstante (h) entspricht. Im Versuchsaufbau am Trinity College wurde allerdings ein Wert gemessen, der lediglich der Hälfte der Planck-Konstante entspricht. Vorausgesetzt die Partikel bewegen sich in einem zwei- statt dreidimensionalen Raum. Das folgende Video veranschaulicht diesen Prozess:

Bewegung der Photonen

Quelle: GIPHY/PHLANGE-PHACE.TUMBLR.COM

Neue Möglichkeiten für moderne Kommunikation

In der Zusammenfassung ihrer Publikation im Fachportal ScienceAdvances schreibt das Team: „Wir schließen daraus, dass für Licht, wie auch für Elektronen gilt, dass eine verringerte Dimensionalität, neue Formen der Quantisierung ermöglicht.“ Ein zweites Team wird den Forschungsaufbau wiederholen. Ziel ist es, Fehler in den Messwerten auszuschließen.

Sollten die Ergebnisse dann bestätigt werden, hat das erste Team offiziell eine neue Form von Licht entdeckt. Damit gehen neue Möglichkeiten in der Übertragungstechnik einher, vor allem das Internet würde damit einen Quantensprung in puncto Geschwindigkeit machen.
Wenn wir Sie mit neuem Licht faszinieren konnten, werfen Sie gerne auch einen Blick auf absolute Dunkelheit, in unserem Artikel über das neue Schwarz: Vantablack.

Was halten Sie von dem neuen Licht, Quantencomputern und Internet mit Lichtgeschwindigkeit? Wir freuen uns auf Ihre erhellenden Kommentare.

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Fortschritt Innovation Licht Wissenschaft

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