Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts

Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts

Quellen für weißes Licht, die ein Vielfaches heller sind als Glühlampen, die Manipulation einzelner Photonen oder der kleinste Brennfleck der Welt - das sind nur ein paar der Kunststücke, die Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts beherrschen oder an denen sie arbeiten. Prinzipiell wollen sie lernen, Licht in jeder Hinsicht zu kontrollieren: in Raum und Zeit, in der Polarisation - das ist vereinfacht gesprochen die Schwingungsrichtung der Lichtwelle - und in seinen Quanteneigenschaften. Die Fertigkeiten, die sie dabei entwickeln, könnten unter anderem die Telekommunikation vereinfachen oder kompaktere Datenspeicher ermöglichen. Zu diesem Zweck entwickeln und nutzen die Forscher neuartige optische Strukturen wie etwa optische Glasfasern, in die ein „Käfig“ aus winzigen parallelen Hohlkanälen entlang der Faser eingebettet ist.

Kontakt

Staudtstraße 2
91058 Erlangen
Telefon: +49 9131 7133-0
Fax: +49 9131 7133-990

Promotionsmöglichkeiten

Dieses Institut hat eine International Max Planck Research School (IMPRS):

IMPRS Physics of Light

Darüber hinaus gibt es die Möglichkeit zur individuellen Promotion bei den Direktoren und Forschungsgruppenleitern.

Lichtkamm für die Datenkommunikation getrimmt

Information könnte sich mit Hilfe von elektrooptischen Frequenzkämmen künftig effizienter übertragen lassen

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Ein Impuls für abhörsichere Quantenkommunikation

Das BMBF will der QuNet-Initiative 165 Millionen Euro zur Verfügung stellen

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3D-Filme aus der Zellmembran

Eine neue Mikroskopietechnik ermöglicht es, Membranproteine bei der Arbeit zu beobachten

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Künstliche Intelligenz kontrolliert Quantencomputer

Neuronale Netze ermöglichen eine lernfähige Fehlerkorrektur für Rechner auf Basis der Quantenphysik

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Spot auf die Maschinerie des Lebens

Mit einem plasmonischen Nanosensor lassen sich Enzyme und ihre Bewegungen ohne Marker beobachten

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Für Techniken, die neue Einblicke in die Nanowelt ermöglichen, gibt es immer wieder Nobelpreise. Doch keine dieser Methoden erlaubte es bislang zu verfolgen, wie Enzyme und andere Biomoleküle im Detail arbeiten. Das hat Frank Vollmer, Leiter einer Forschungsgruppe am Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts in Erlangen, geändert – mit einem plasmonischen Nanosensor.

In ihrer herkömmlichen Form sind sie die Garanten des schnellen Internets. Doch aus Glas gezogene Fasern können mehr, als Licht fast verlustfrei leiten. Mit photonischen Kristallfasern manipulieren Philip Russell, Direktor am Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts in Erlangen, und seine Mitarbeiter die Eigenschaften von Laserlicht, und sie entwickeln aus den Fasern Sensoren für Medizin und Technik.

Die NSA und andere Geheimdienste können unsere Kommunikation künftig womöglich nicht mehr unbemerkt abgreifen – zumindest wenn die Quantenkryptografie breite Anwendung findet. Ein Team um Christoph Marquardt und Gerd Leuchs schafft am Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts in Erlangen die Grundlagen, um kryptografische Schlüssel auch über Satelliten abhörsicher zu verteilen. Einstweilen haben die Forscher die Quantenkommunikation schon mal ans Tageslicht geholt.

Zur Person: Gerd Leuchs

Auszubildungsplatz Kaufmann/frau für IT-Systemmanagement (m/w/d)

Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts, Erlangen 13. Juli 2020

Auszubildende/r zur/zum Elektroniker/in für Betriebstechnik (m/w/d)

Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts, Erlangen 9. Juli 2020

Auszubildende/r zur/zum Kauffrau/-mann für Büromanagement (m/w/d)

Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts, Erlangen 9. Juli 2020

Licht kann Dinge bewegen

2019 Michael Reitz, Christian Sommer and Claudiu Genes

Quantenphysik Teilchenphysik

Lichtteilchen (Photonen) besitzen normalerweise sehr wenig Energie und Impuls. Trotzdem können sie erfolgreich eingesetzt werden, um die Bewegung verschiedener Objekte zu steuern, von Molekülen bis hin zu Schwingungen kleiner Spiegel oder Membranen. Wir entwickeln theoretische Methoden, um zu zeigen, wie man Licht verwenden kann, um Schwingungen von Kernen in Molekülen auszulesen oder die Bewegung von Kristallspiegeln oder Membranen bis nahe an ihren Quantengrundzustand abzukühlen.

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Was das Vakuum mit Monsterwellen zu tun hat  

2018 Maria Chekhova, Sascha Agne

Festkörperforschung Materialwissenschaften Plasmaphysik Quantenphysik Teilchenphysik

Quantenlichtquellen können Quantenfluktuationen so verstärken, dass diese makroskopisch sichtbar werden. Wir erforschen die außergewöhnlichen Konsequenzen dieser äußerst starken Fluktuationen und beobachten dabei Phänomene, die vor allem in Wirtschaft, Geologie und Biologie auftreten und allgemein unter den Namen Potenzgesetze und Paretoprinzip bekannt sind. Aktuell ergründen wir die Ursprünge dieser Analogien – insbesondere zu den sogenannten Monsterwellen – und untersuchen, inwiefern unser System in der Lage ist, diese außergewöhnlichen Phänomene im Allgemeinen zu simulieren. .

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Licht und Bewegung in der Nanowelt

2017 Marquardt, Florian

Festkörperforschung Materialwissenschaften Plasmaphysik Quantenphysik Teilchenphysik

Licht kann Kräfte ausüben, die auf der Nanoskala erhebliche Wirkung entfalten. Damit lässt sich die mechanische Bewegung von Strukturen kontrollieren, die kleiner sind als ein menschliches Haar. Diese Physik verspricht eine Vielzahl von Anwendungen, von der hochsensitiven Messung bis hin zur Signalumwandlung in der Quantenkommunikation. Forscher des Max-Planck-Instituts für die Physik des Lichts (MPL) haben nun vorhergesagt, wie auch der Transport von Licht und Schall auf diese Weise gesteuert werden kann. Sogenannte topologische Randkanäle versprechen neuartige Signalübertragung.

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Verdrillte spiralförmige photonische Kristallfaser

2016 Russell, Philip St.J.; Beravat, Ramin; Frosz, Michael H.; Wong, Gordon K. L.

Festkörperforschung Materialwissenschaften Plasmaphysik Quantenphysik Teilchenphysik

Die photonische Kristallfaser (PCF) ist ein Strang aus Glas, nicht viel dicker als ein menschliches Haar, mit einem Gitter aus hohlen Kanälen, welche entlang der Faser verlaufen. Wird sie in ihrer Herstellung kontinuierlich verdrillt, ähnelt sie einer Multihelix. Verdrillte PCF zeigen einige erstaunliche Eigenschaften, von der zirkularen Doppelbrechung bis hin zur Erhaltung des Drehimpulses. Die größte Überraschung ist jedoch die robuste Lichtleitung selbst ohne erkennbaren Faserkern. Die Grundlage dafür bilden Kräfte die ähnlich wie die Gravitation auf der Krümmung des Raumes beruhen.

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Nano-Quantenoptik

2015 Utikal, Tobias; Eichhamer, Emanuel; Gmeiner, Benjamin; Maser, Andreas; Wang, Daqing; Türschmann, Pierre; Kelkar, Hrishikesh; Rotenberg, Nir; Götzinger, Stephan; Sandoghdar, Vahid

Festkörperforschung Materialwissenschaften Quantenphysik Teilchenphysik

Nanoskopische Quantensysteme in einem Festkörper finden in der Quantenoptik zunehmend an Bedeutung. Deren Integrierbarkeit in photonische Nanostrukturen machen sie zu aussichtsreichen Kandidaten zur Realisierung von zukünftigen Quantennetzwerken. Als Grundbaustein konnte kürzlich die effiziente Kopplung von einzelnen Molekülen an photonische Wellenleiterstrukturen gezeigt werden. Mit neuartigen Mikroresonatoren ist es möglich, die optische Kopplung zwischen einzelnen Quantensystemen zu untersuchen. Unterdessen kommen sogar einzelne Ionen in einem Kristall in der Nano-Quantenoptik zum Einsatz.

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