Durchbruch in der Quantenelektronik: Rekordwellenlängen von Spinwellen durch Fluxonen an der TU Braunschweig erzielt

Die Forschergruppe um Professor Oleksandr Dobrovolskiy an der Technischen Universität Braunschweig hat gemeinsam mit internationalen Partnern eine Errungenschaft im Bereich der Quantenelektronik erzielt. Es gelang ihnen, Spinwellen in einem benachbarten Magneten mit Rekordwellenlängen anzuregen – ein Erfolg, der durch das Prinzip der Flussquantenzahl, genannt Fluxonen, ermöglicht wurde. Diese ultraschnellen Teilchen, die sich mit Geschwindigkeiten von bis zu 10 Kilometern pro Sekunde im Supraleiter bewegen, agieren wie treibende Kräfte, vergleichbar mit einem Schnellboot, das eine Bugwelle erzeugt. In diesem Analogiefall erzeugt die immense Geschwindigkeit der Fluxonen jedoch einen Überschallknall-Effekt, der Spinwellen in benachbarten Materialien aktiviert. Dieses Phänomen hat im Bereich des Schnittpunkts ihrer Dispersionskurven stattgefunden, wo Energie und Impuls beider Systeme übereinstimmen. Diese Entdeckung öffnet neue Perspektiven für die Entwicklung von Elektronik auf Basis von Spinwellen. Die Erkenntnisse dieser Studie könnten zu kleineren, leistungsstärkeren und energieeffizienteren Bauelementen für zukünftige Informationsverarbeitungssysteme führen. Die Abteilung für Kryogene Quantenelektronik an der TU Braunschweig, mit ihrer fortschrittlichen Ausstattung im Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA) und der kontinuierlichen Förderung durch den Exzellenzcluster QuantumFrontiers bis 2032, ist ideal positioniert, um diese Forschung weiter voranzutreiben. Das Team arbeitet in enger Zusammenarbeit mit Partnern aus China, Deutschland und Frankreich, um hybride Fluxon-Magnon-Systeme auf atomare Dimensionen zu skalieren und Experimente mit einzelnen Quantenanregungen durchzuführen. Diese Fortschritte in der Quantenelektronik versprechen einen Paradigmenwechsel in der Informationstechnologie und im Verständnis fundamentaler physikalischer Prozesse.

Schlagwörter: Oleksandr Dobrovolskiy + Braunschweig + Kryogene

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