Wer sind Sie und an welchem Thema forscht ihre Nachwuchsgruppe?

Ich bin Quantenphysiker und Leiter der Gruppe "Theory of Quantum Sensing" am Institut für Quantenoptik. Ich treibe das Quanten-Engineering von ultrakalten Gasen voran, um Präzisionsmessungen für die Grundlagenphysik und Anwendungen der Trägheitssensorik zu realisieren.

Welcher Forschungsfrage gehen Sie dabei konkret nach?

Ich unterstütze hauptsächlich Projekte, die ultrakalte Gase als Eingangszustände für Präzisions-Atominterferometer verwenden. Diese Zustände sowie die Optimierung des Messprotokolls stehen im Mittelpunkt der Tätigkeit meines Teams. Diese Quantensensoren sind in der Mikrogravitation und in der Weltraumumgebung besonders empfindlich. Aus diesem Grund war ich an Konsortien wie QUANTUS (DLR) beteiligt, das Pionierarbeit beim Einsatz von Bose-Einstein-Kondensaten (BEC) in der Schwerelosigkeit geleistet hat, oder CAL (NASA), das ein permanentes Quantenphysiklabor an Bord der Internationalen Raumstation einrichtet.

Was begeistert Sie an dem Thema?

Große Entdeckungen in der Physik wurden gemacht, als präzise Messungen von neuen Effekten durchgeführt wurden. Die Arbeit in einem Bereich, in dem die Auflösung von Quantensensoren jeden Tag verbessert wird, ist wirklich aufregend, da man nicht weiß, was einen erwartet. Wenn man diese feinen Sonden benutzt, um die Schnittstelle zwischen zwei wichtigen, aber widersprüchlichen Theorien wie der Allgemeinen Relativitätstheorie und der Quantenmechanik zu erforschen, können die Erwartungen nur ziemlich hoch sein. Ein weiterer sehr motivierender Aspekt dieses Themas sind große Kollaborationen. Bei der Art von Projekten, die ich verfolge, wie etwa Weltraummissionen, kann ein einzelner Forscher, ein Team oder sogar ein Land keine großen Fortschritte erzielen. Es ist ein hohes Maß an Zusammenarbeit erforderlich, das die Menschen dazu zwingt, als Team voranzukommen und offen, tolerant und bescheiden zu sein. Die Arbeit in einem solchen Umfeld ist einfach umwerfend!

Wie hilft Ihr Thema, die Grenzen des Messbaren zu verschieben?

Die Theorie der Quantensensoren zielt direkt auf die Durchführung besserer Messungen ab. Sie hilft dabei, Kräfte wie die Gravitation zu untersuchen und diese Informationen zu nutzen, um grundlegende Theorien wie z. B. das Einsteinsche Äquivalenzprinzip zu testen oder geodätische Effekte bei Erdbeobachtungsmissionen zu klären.

Was macht die Mitarbeit im Exzellenzcluster QuantumFrontiers besonders?

QuantumFrontiers ist eine sehr einzigartige, leistungsstarke Mischung aus Physiker*innen und Fachwissen. Ein solches Netzwerk von Metrologieexperten zu haben, ist eine enorme Bereicherung für meine Arbeit. Die Möglichkeit, meine Theorie in unmittelbarer Nähe zu testen, ist von unschätzbarem Wert. Andererseits ist der interdisziplinäre Charakter des Clusters ein großer Vorteil. Die Möglichkeit, von der Community der Gravitationswellenforscher|innen zu lernen, wie man in einer großen Gemeinschaft zusammenarbeitet, ist zum Beispiel sehr inspirierend für die Community der Atomphysiker.