Theoretische Quantenoptik

Exploiting quantum optics for sensing and fundamental questions.

Die Arbeitsgruppe Theoretische Quantenoptik am Institut für Angewandte Physik der TU Darmstadt untersucht theoretisch die Quanteneigenschaften von Licht, Materie und deren Wechselwirkung. Unsere Forschung konzentriert sich auf quantenmechanische Tests fundamentaler Physik sowie auf die Entwicklung von Quantentechnologien für Sensorik und Metrologie. Hochpräzise Messungen der Schwerkraft führen uns an die Schnittstelle zweier Felder, nämlich der Quantenmechanik und der Relativitätstheorie, und manchmal sogar in den Weltraum. Unsere Interessen reichen von Quantengasen bis zur Atomoptik, von nichtlinearen quantenoptischen Effekten bis zur Atominterferometrie und von der Quantenmetrologie bis zur Inertialsensorik. Obwohl wir an theoretischer und fundamentaler Physik arbeiten, bemühen wir uns, Verbindungen zur experimentellen Realität nicht zu verlieren.

Neue Veröffentlichung

Our latest study presents theoretical models of atomic clocks, quantum inertial sensors, and novel concepts for gravitational wave detectors that could complement established large-scale optical facilities.

The research focuses on quantum sensors, whose exceptional sensitivity enables the measurement of relativistic effects, including those relevant to the detection of gravitational waves. A central aspect of the work is that these effects are analysed consistently from the reference frame of the experimenters, i.e. the frame in which the experiments are physically realised.

S. Schaffrath, D. Störk, F. Di Pumpo & E. Giese
Unified laboratory-frame analysis of atomic gravitational-wave sensors

AVS Quantum Science 7, 044402 (2025)

This work lead by our Master student Simon was featured on the cover of AVS Quantum Science Volume 7, Issue 4. Congratulations!

Neue Veröffentlichung

Unser Team hat an der Implementierung eines atominterferometrischen Quantensensors für Vibrationen, Expansionsraten von Atomwolken und Photonenrückstößen an Bord der Internationalen Raumstation ISS mitgewirkt, die vom Cold Atom Laboratory CAL der NASA durchgeführt wurde.

Weitere Informationen finden Sie in der Veröffentlichung Nature Communications 15, 6414 (2024).

Neue Veröffentlichung

Since elapsed time is intertwined with the trajectory of a particle, concepts like proper time cannot be easily transferred to the quantum world: Researchers at TU Darmstadt unveil the time measured by a clock during quantum tunneling.

P. Schach & E. Giese
A unified theory of tunneling times promoted by Ramsey clocks
Science Advances 10, eadl6078 (2024)

Die Wissenschaftlerin Sabine Hossenfelder berichtet über unseren Artikel auf Youtube. Außerdem wird unser Artikel in einem Beitrag Was ist „Zeit“ für Quantenteilchen? von Christian J. Meier sowie im Spektrum der Wissenschaft Tempokontrolle für scheinbar überlichtschnelle Teilchen vorgestellt.

Gruppenleitung

Prof. Dr. Enno Giese leitet die Arbeitsgruppe „Theoretische Quantenoptik“ am Institut für Angewandte Physik.

Mehr erfahren