Isolierte Moleküle lassen sich detailliert auf Eigenschaften untersuchen

«Nano-Falle»: Quantensprung in Datenspeicherung

publiziert: Montag, 21. Sep 2015 / 17:40 Uhr
Durch einen Laser werden die Moleküle geringfügig «gestört».
Durch einen Laser werden die Moleküle geringfügig «gestört».

Memphis - Einzelne Atome oder Moleküle, die durch Laserlicht wie in einem kreisförmigen Metallkäfig gefangen gehalten werden, könnten der Schlüssel für die Datenspeicherung von Hightech-Computern der nächsten Generation sein, wie Forscher der University of Tennessee meinen.

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Ein einziges Molekül kennt viele verschiedene Freiheitsgrade oder auch Wege, seine Energie und seine Dynamik zu zeigen, wie zum Beispiel durch Vibration, Rotation und Translation. «Über Jahre haben Physiker nach Wegen gesucht, aus diesen Eigenschaften direkten Nutzen zu ziehen. Darunter auch, wie diese Molekülzustände in hochpräzisen Geräten verwendet werden können - wie zum Beispiel als Informationsspeichermittel für Anwendungen bei Quantencomputern», unterstreicht Forschungsleiter Ali Passian.

Ein Molekül einzufangen und dabei nur geringfügig zu stören, ist keine leichte Angelegenheit. Bei dem neuen Prozess werden durch Interaktion mit Laserlicht die langsameren Moleküle durch eine Ringspule in der Form eines Donuts in der Mitte der Spule gehalten. Das passiert dadurch, dass die «Nano-Falle», die aus Gold gebaut werden kann, eine sehr starke lokale Kraft entwickelt, die die Moleküle umgibt.

Grosses Anwendungspotenzial

«Wir können die Moleküle und ihre spektroskopischen und elektromagnetischen Eigenschaften testen und sie im isolierten Zustand studieren, ohne dass uns benachbarte Moleküle dabei stören», so Passian. Während das Einfangen von Molekülen bisher mit grossen Systemen verbunden war, die geladene Partikel wie Ionen abgegrenzt haben, geht dieses Konzept den genau gegenteiligen Weg. «Wenn dieser Weg erfolgreich beschritten wird, könnten diese Experimente die Leistungsfähigkeit von Prozessen und die Speicherung von Informationen wesentlich erhöhen», verdeutlicht Passian abschliessend.

 

 

(fest/pte)

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