Ionization of D2 molecules creates an entangled pair of D2+ ion and photoelectron.

Der molekulare Quantenradierer

Eine Kollaboration zwischen IFTO und IOQ beobachtete Verschränkung zwischen den Fragmenten eines dissoziierenden Moleküls.
Ionization of D2 molecules creates an entangled pair of D2+ ion and photoelectron.
Foto: IFTO

Verschränkung und Photoelektronenholografie bei der dissoziativen Photoionisation: Der molekulare Quantenradierer

Durch das Einwirken ultrakurzer, starker Laserpulse auf Deuteriummoleküle (D2) werden diese ionisiert; anschließend zerfällt das resultierende D2+Molekülion in ein Deuteriumatom und ein D+-Ion. Durch Koinzidenzmessung von Photoelektron und des D+-Ion – verbunden mit räumlicher und energetischer Auflösung – konnte ein Forscherteam des Instituts für Optik und Quantenelektronik (IOQ) und des IFTO, gemeinsam mit Kooperationspartnern aus Hannover und Sarajevo, zeigen, dass bei diesem Prozess Verschränkung erzeugt wird. Konzentriert man sich auf das passende Energiefenster der entstandenen Fragmente, so erfolgt die Ionisation in einer Superposition zweier Pfade, die mit unterschiedlichen Symmetrien der Dissoziationsprodukte einhergehen. Die daraus resultierende Verschränkung ließ sich durch die Messung von Korrelationen zwischen den Emissionsrichtungen der Dissoziationsprodukte nachweisen. Darüber hinaus werden Interferenzstreifen, die in der Winkelverteilung der Photoelektronen auftreten, durch die Verschränkung unterdrückt – ganz ähnlich wie beim „Quantenradierer“-Experiment in der Quantenoptik, bei dem „Welcher-Weg-Information“ in Form von Verschränkung eine Quanteninterferenz verhindert.

Link zum Preprint: https://arxiv.org/abs/2604.16107Externer Link