Nanophotonik inspirierte Quantenmagnonik

In diesem Projekt werden die magnetischen Wellen untersucht, die sich - genau wie das Licht im Vakuum - in allen Magneten ausbreiten. Diese Wellen sind den Lichtwellen sehr ähnlich, haben aber ganz andere Eigenschaften. So lässt sich beispielsweise steuern, wie schnell sie schwingen und wie zwei magnetische Wellen miteinander wechselwirken. Ein solches Maß an Kontrolle ist bei Licht und den meisten anderen Wellenarten nur sehr schwer zu erreichen. Außerdem sind diese Eigenschaften sehr nützlich für den Transport und die Verarbeitung von Informationen. Aus diesem Grund gelten diese magnetischen Wellen - auch Magnonen genannt - als hervorragende Kandidaten für künftige Informationsverarbeitungsgeräte, die die derzeitige Elektronik ersetzen werden. Eine faszinierende Eigenschaft von Lichtwellen ist, dass es in einer kontrollierten Umgebung möglich ist, ihre Quanteneigenschaften auszunutzen. Diese Eigenschaften, wie z. B. die Quantenverschränkung, treten auf, wenn die Wechselwirkung mit anderen Systemen sehr klein ist und wenn man Licht mit hoher Präzision nachweisen kann. Im Quantenbereich kann Licht zur Verarbeitung von Informationen viel besser genutzt werden als Nicht- Quantencomputer und zur Erkennung von Signalen viel besser als jeder Nicht-Quanten- Sensor. Unser Projekt wird die Frage aufwerfen, ob dieser Vorteil auch mit Magnonen erreicht werden kann. Bislang ist noch nicht einmal klar, ob man die Wechselwirkung von Magnonen mit anderen Systemen stark genug reduzieren kann oder ob man sehr fragile Quantenzustände von Magnonen nachweisen kann. Die Beantwortung dieser Frage könnte zeigen, dass Magnonen auch als Informationsträger für quantenphysikalische Anwendungen interessant sind, und könnte somit dazu beitragen, die derzeitigen Plattformen für das Rechnen oder Erfassen auf der Grundlage der Gesetze der Quantenphysik zu verbessern.