An den Grenzen der Quantenphysik

Steckenpferd von Jonathan Home sind Ionenfallen. Damit sind Apparaturen gemeint, mit denen der Professor für experimentelle Quantenoptik und Photonik einzelne geladene Atome (Ionen) an Ort und Stelle festhalten kann. Home bändigt seine Ionen mit Lasern und schafft damit Ionen-Systeme, die ausreichend klein sind, dass darin quantenphysikalische Phänomene auftreten.

Sein Hauptinteresse gilt allerdings einem physikalischen Grenzbereich: Indem Home gefangene Ionen kontrolliert miteinander wechselwirken lässt, erzeugt er Systeme, die zu gross sind, um komplett durch die Quantenphysik beschrieben zu werden, aber zu klein, dass sie ausschliesslich den Gesetzen der klassischen Physik gehorchen, die uns vom Alltag vertraut sind.

Solche Systeme kann man präzise manipulieren und steuern. Sie sind damit auch von praktischer Bedeutung: Mit einer Vielzahl von Ionen können einfache Quanten-Informationsverarbeitungssysteme aufgebaut werden – Stichwort Quantencomputer. Für seine Arbeit wird Home am kommenden ETH-Tag vom 19. November mit dem Latsis-Preis der ETH Zürich ausgezeichnet (siehe Kasten).

ETH-Professor Tilman Esslinger, der wie Home am Institut für Quantenelektronik forscht, ist des Lobes voll über seinen 37-jährigen Kollegen. «In der jüngeren Forschergeneration auf diesem Gebiet sticht Jonathan Home weltweit heraus», sagt er. «Er hat nicht nur die technische Herausforderung gemeistert, innerhalb weniger Jahre an der ETH Zürich eine einzigartige Laborapparatur auf dem neuesten Stand aufzubauen. Auch schafft er es, ausserordentlich spannende physikalische Fragen zu formulieren, die er mit dieser Apparatur untersucht», ergänzt ETH-Professor Uwe Sauer. Er ist Präsident der ETH-Forschungskommission, der Jury für den Latsis-Preises der ETH Zürich.

Home ist seit 2010 Professor an der ETH Zürich. Vorher arbeitete der Brite als Postdoc im Labor des Physik-Nobelpreisträgers von 2012, David Wineland, in Boulder, USA. Lesen Sie hier ein ausführliches Porträt über Home.