Arbeitsgruppe Abele

Die Forschung zur Neutronen- & Quantenphysik am Atominstitut konzentriert sich auf folgende Themenbereiche:

Gravitationstests durch Quanteninterferenz

Die Messungen mit ultrakalten Neutronen erlauben es, 21 Größenordnungen unterhalb der Energieskala des Elektromagnetismus das Newtonsche Gravitationsgesetz bei kleinen Abständen zu überprüfen und nach hypothetischen kurzreichweitigen Kräften zu suchen. Wir verwenden dazu die Neutronen-Interferometrie (s.u.) oder ein System, das aus einem Teilchen, dem Neutron, und einem makroskopischen Objekt, dem Spiegel, besteht, wobei die Phasenbeziehung des Wellenpakets durch Quanteninterferenz präzise ausgemessen wird.

Fundamentale Tests der Quantenmechanik

Die Quantennatur des Neutrons ermöglicht neuartige Experimente mit spektakulären Ergebnissen. Es geht dabei unter anderem um Fragen eines Spin ½ Systems, der Kohärenz und Dekohärenz oder um die Quanten-Kontextualität. Die Ergebnisse zeigen, dass erst der Messprozess Fakten schafft und diese vorher in dieser Form nicht existent sind, was eine fundamentale Konsequenz der Quantentheorie ist und durch diese Experimente erstmals bestätigt wurde.

Elementare Wechselwirkungen

Im Fokus stehen Fragen aus der Teilchenphysik, die sich mit neuen physikalischen Modellen jenseits des Standardmodells befassen, insbesondere mit der Frage nach der Vereinheitlichung aller Kräfte kurz nach dem Urknall bei höchsten Energien. Diese große Vereinheitlichung ist nicht Teil des Standardmodells und neue Symmetriekonzepte müssen gefunden werden mit Hilfe von Experimente auf dem anderen, niederenergetischen Ende der Energieskala und zwar mit kalten und ultrakalten Neutronen.