Anton Zeilinger

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Anton Zeilinger (2011)

Anton Zeilinger (* 20. Mai 1945 in Ried im Innkreis) ist ein österreichischer Quantenphysiker und Universitätsprofessor an der Universität Wien.

Leben[Bearbeiten]

Nach der Matura am Hietzinger Gymnasium in der Fichtnergasse studierte Anton Zeilinger von 1963 bis 1971 Physik und Mathematik an der Universität Wien, 1971 wurde er mit der Arbeit Neutron Depolarization in Dysprosium Single Crystals (Neutronendepolarisation in Dysprosium-Einkristallen) bei Helmut Rauch promoviert. 1979 habilitierte er sich an der Technischen Universität Wien. Nach Aufenthalten in den USA, Frankreich, Australien und Deutschland wurde er 1990 ordentlicher Universitätsprofessor an der Universität Innsbruck und Vorstand des Institutes für Experimentalphysik.

Seit 1999 ist er Universitätsprofessor an der Universität Wien und Vorstand des Instituts für Experimentalphysik. Von 2006 bis 2009 war er Dekan der Fakultät für Physik der Universität Wien.

Er ist wirkliches Mitglied der mathematisch-naturwissenschaftlichen Klasse der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW);[1] seit 2004 leitet er die Abteilung des im selben Jahr neu gegründeten Instituts für Quantenoptik und Quanteninformation (IQOQI) der ÖAW. Ende 2007 hat er für seine grundlegenden Beiträge zu den genannten Fächern die neu geschaffene Isaac-Newton-Medaille des britischen IOP („Institute of Physics“) erhalten.

Am 15. März 2013 wurde Anton Zeilinger zum Präsidenten der Österreichischen Akademie der Wissenschaften gewählt. Er hat dieses Amt am 1. Juli 2013 angetreten.[2]

Ende April 2014 wurde er offiziell in die National Academy of Sciences (NAS) aufgenommen und ist nach Konrad Lorenz, Walter Thirring, Peter Schuster, Peter Zoller und Angelika Amon der sechste Österreicher, der in diese Gesellschaft gewählt worden ist.[3][4]

Wissenschaftliches Werk[Bearbeiten]

Prof. Zeilinger bei einem Vortrag an der Universität Mainz am 11. Juli 2006

Zeilinger wurde besonders durch seine medienwirksamen Experimente zur Quantenteleportation in Innsbruck und Wien bekannt. Dies trug ihm den Spitznamen „Mr. Beam“ ein. Außerdem arbeitet er auf dem Gebiet der Anwendungen der Quantenphysik, insbesondere in den neuen Gebieten der Quanteninformation und der Quantenkryptografie. Sein Hauptinteresse gilt jedoch den Grundlagen der Quantenphysik und ihren Implikationen für das Alltagsverständnis, das auf unseren Erfahrungen beruht.

Zeilinger befasste sich anfangs mit Neutronen-Interferometrie, dem Forschungsfeld seines Lehrers Rauch am Institut Laue-Langevin, bei Clifford Shull am MIT und in München. Unter anderem gelang ihm und Rauch der experimentelle Nachweis des Vorzeichenwechsels für Spin 1/2 Teilchen bei vollen Umdrehungen. Dieser Vorzeichenwechsel spielt heute eine wichtige Rolle in vielen Protokollen der Quanteninformation.

1997 gelang ihm mit seiner Arbeitsgruppe die erstmalige Demonstration der Quantenteleportation des Zustandes eines unabhängigen Photons.[5]

1989 schlug er mit Daniel Greenberger, Michael Horne und Abner Shimony das GHZ-Experiment vor zum Ausschließen von Theorien mit verborgenen Variablen.[6] 1999 gelang Zeilinger mit seiner Gruppe die experimentelle Demonstration.[7] Heute sind solche Zustände aus verschiedensten Protokollen der Quanteninformatik und besonders des Quantencomputers nicht mehr wegzudenken. Für sie gibt es daher auch einen eigenen PACS Code.

Er entwickelte verschiedene Techniken für die Quantenverschränkung, wie eine Quelle polarisierter verschränkter Photonen hoher Intensität.[8]

1998 demonstrierte er Entanglement Swapping, die Teleportation von verschränkten Zuständen.[9]

In den 2000er Jahren wandte er sich verstärkt der Quanteninformationstheorie zu. Unter anderem demonstrierte er Konzepte des Einweg-Quantencomputers von Hans J. Briegel und Robert Raussendorf.[10] Schon 1996 demonstrierte er dichte Kodierung (nach Charles H. Bennett und Stephen Wiesner) mit zwei verschränkten Zweizustandssystemen in der Quantenkommunikation.[11] Dies war die weltweit erste Anwendung von Verschränkung in einem Informationsprotokoll. Er arbeitet in Zusammenarbeit mit dem Austrian Institute of Technology an der kommerziellen Realisierung von Quantenschlüsselaustausch mit verschränkten Photonen, was er erstmals 1999 demonstrierte.[12]

Er dehnte seine Experimente auch auf die Atomoptik aus und demonstrierte quantenmechanische Interferenzeffekte an großen Molekülen wie Buckyballs.[13] Diese Arbeiten werden jetzt von seinem damaligen Ko-Autor, Markus Arndt, selbständig fortgeführt.

Mitte der 2000er Jahre wandte er sich auch der Optomechanik im Nanobereich zu. Es gelang ihm der erste Nachweis der Kühlung eines nanomechanischen Systems ohne Rückkopplung.[14] Heute werden diese Arbeiten selbständig von Markus Aspelmeyer weitergeführt.

2012 stellte er einen Rekord bezüglich der Verschränkung bei hohen Quantenzahlen (in diesem Fall des Bahndrehimpulses von Photonen) auf.[15][16] Es gelang ihm, die Verschränkung eines Drehimpulses von bis zu 300 ħ experimentell nachzuweisen. Diese Experimente sind wichtig für die Frage nach der makroskopischen Grenze von quantenmechanischer Verschränkung.

Sonstiges Wirken[Bearbeiten]

Zu Beginn der 2000er Jahre setzte er sich für die Errichtung einer österreichischen „University of Excellence“ nach dem Vorbild US-amerikanischer Eliteuniversitäten ein. Heute ist er stellvertretender Vorsitzender des Board of Trustees (etwa einem Aufsichtsrat vergleichbar) dieser Forschungseinrichtung, die nunmehr Institute for Science and Technology Austria heißt.

Ferner war Zeilinger von 1997 bis 1998 Präsident der Österreichischen Physikalischen Gesellschaft, von 1990 bis 1999 Vorstand des Instituts für Experimentalphysik der Universität Innsbruck und von 1999 bis 2007 Vorstand des Instituts für Experimentalphysik der Universität Wien, sowie von 2006 bis 2009 Dekan der Fakultät für Physik der Universität Wien. Er war weiters wesentlich beteiligt an der Neugründung der Universität Wien, die durch das Universitätsgesetz 2002 notwendig wurde. Er arbeitete in dieser Funktion im Auftrag von Rektor Winckler. Er leitete in dieser Funktion im Auftrag von Rektor Winckler eine Arbeitsgruppe, die Strukturvorschläge zur internen Organisation der Universität machte, insbesondere in Hinblick auf Sicherstellung der Qualität in Lehre und Forschung. Weiters war er gewähltes Mitglied des Gründungskonvents der Universität Wien von 2002 bis 2003.[17]

Von 2010 bis 2011 war Anton Zeilinger Delegierter des Präsidenten der Max-Planck-Gesellschaft für die Evaluation der Institute des Forschungsbereichs Teilchen-, Plasma- und Quantenphysik. Dieser Forschungsbereich umfasste damals das Max-Planck-Institut für Quantenoptik Garching, das Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts Erlangen, das Max-Planck-Institut für Physik München, das Max-Planck-Institut für Plasmaphysik Garching und das Max-Planck-Institut für Kernphysik Heidelberg.

Er wirkte außerdem bei zahlreichen weiteren Evaluationen im In- und Ausland mit, insbesondere in Frankreich (CNRS) und bei einer Systemevaluation der Physik in Großbritannien. Er ist Beirat des Institute of Quantum Communication der University of Waterloo in Kanada sowie des Department of Nuclear Engineering am Massachusetts Institute of Technology (MIT). Seit 1996 ist Anton Zeilinger auch Advisor des Journals Scientific American. Auch war er Mitglied mehrerer Editorial Boards verschiedener internationaler physikalischer Zeitschriften.

2009 gründete Anton Zeilinger die Internationale Akademie Traunkirchen, die er seither leitet. Darüber hinaus ist er Beirats-Mitglied des im Dezember 2010 gegründeten oberösterreichischen Think Tanks ACADEMIA SUPERIOR – Gesellschaft für Zukunftsforschung[18].

Ehrungen und Auszeichnungen[Bearbeiten]

Anton Zeilinger mit dem Orden Pour le Mérite (2014)

Internationale Preise

Österreichische Preise

Weitere Auszeichnungen

Zitat[Bearbeiten]

  • „Ich bin nicht ein Anhänger des Konstruktivismus, sondern ein Anhänger der Kopenhagener Interpretation. Danach ist der quantenmechanische Zustand die Information, die wir über die Welt haben. … Es stellt sich letztlich heraus, dass Information ein wesentlicher Grundbaustein der Welt ist. Wir müssen uns wohl von dem naiven Realismus, nach dem die Welt an sich existiert, ohne unser Zutun und unabhängig von unserer Beobachtung, irgendwann verabschieden.“[27]
  • „Wenn immer nur unmittelbar anwendungsbezogene Forschung betrieben worden wäre, hätten wir heute eine unglaubliche Vielfalt und Raffinesse an Kerzen; aber keine Elektrizität.“[28]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Verzeichnis der Mitglieder der Österreichischen Akademie der Wissenschaften
  2. Anton Zeilinger neuer ÖAW-Präsident auf ORF vom 15. März 2013 abgerufen am 15. März 2013
  3. Hohe Auszeichnung für Zeilinger vcq.quantum.at
  4. Zeilinger offiziell in die National Academy of Sciences aufgenommen derstandard.at, abgerufen am 29. April 2014
  5. D. Bouwmeester, J. W. Pan, K. Mattle, M. Eibl, H. Weinfurter & A. Zeilinger, Experimental Quantum Teleportation, Nature 390, 575-579 (1997). Abstract
  6. D. M. Greenberger, M. A. Horne, A. Shimony & A. Zeilinger, Bell's theorem without inequalities, American Journal of Physics 58, 1131–1143 (1990).
  7. J.-W. Pan, D. Bouwmeester, M. Daniell, H. Weinfurter & A. Zeilinger, Experimental test of quantum nonlocality in three-photon GHZ entanglement, Nature 403, 515–519 (2000). Abstract
  8. P. Kwiat, K. Mattle, H. Weinfurter, A. Zeilinger, A. V. Segienko & Y. Shih, New high intensity source of polarization-entangled photon pairs, Phys. Rev. Lett. 75, 4337-4341 (1995). Abstract
  9. J.-W. Pan, D. Bouwmeester, H. Weinfurter & A. Zeilinger, Experimental Entanglement Swapping: Entangling Photons That Never Interacted, Phys. Rev. Lett. 80, 3891-3894 (1998). Abstract
  10. P. Walther, K. Resch, T. Rudolph, E. Schenck, H. Weinfurter, V. Vedral, M. Aspelmeyer & A. Zeilinger, Experimental one-way quantum computing, Nature 434, 169-176 (2005). Abstract
  11. K. Mattle, H. Weinfurter, P. G. Kwiat & A. Zeilinger, Dense coding in experimental quantum communication, Phys. Rev. Lett. 76, 4656–4659 (1996). Abstract
  12. T. Jennewein, C. Simon, G. Weihs, H. Weinfurter & A. Zeilinger, Quantum cryptography with entangled photons, Phys. Rev. Lett. 84, 4729-4832 (2000). Abstract
  13. M. Arndt, O. Nairz, J. Voss-Andreae, C. Keller, G. van der Zouw & A. Zeilinger, Wave particle-duality of C-60 molecules, Nature 401, 680-682 (1999). Abstract
  14. S. Gigan, H. R. Böhm, M. Paternostro, F. Blaser, G. Langer, J. B. Hertzberg, K. C. Schwab, D. Bäuerle, M. Aspelmeyer & A. Zeilinger, Self-cooling of a micromirror by radiation pressure, Nature 444, 67-70 (2006). Abstract
  15. Verschränkung von verdrehten Lichtquanten, Pro Physik, 2. November 2012.
  16. R. Fickler, R. Lapkiewicz, W. N. Plick, M. Krenn, C. Schaeff, S. Ramelow & A. Zeilinger, Quantum entanglement of high angular momenta, Science 338, 640-643 (2012). Abstract
  17. Gründungskonvent der Universität Wien.
  18. http://www.academia-superior.at/de/academia-superior/wissenschaftlicher-beirat.html
  19. Anton Zeilinger wird mit dem Wolf-Preis für Physik 2010 ausgezeichnet, Artikel in der Online-Universitätszeitung.
  20. Anton Zeilinger erhält Isaac Newton Medaille, Presseaussendung der Österreichischen Akademie der Wissenschaften.
  21. Anton Zeilinger neues Mitglied der US-amerikanischen National Academy of Sciences, uni:view, Online-Zeitung der Universität Wien, 13. Mai 2013
  22. Anton Zeilinger in die Pariser Académie des sciences aufgenommen, Artikel in der Online-Universitätszeitung
  23. Anton Zeilinger in französischer Akademie, ORF Science, abgerufen am 15. Juni 2010.
  24. AAAS Members Elected as Fellows, Pressemeldung der AAAS, 30. November 2012.
  25. 10 people - Johnjoe McFadden on the physicist who could just make the dream of teleportation possible, Artikel im New Statesman.
  26. JPL Small-Body Database Browser 48681 Zeilinger (1996 BZ).
  27. Es stellt sich letztlich heraus, dass Information ein wesentlicher Grundbaustein der Welt ist, Interview mit Andrea Naica-Loebell, Telepolis 7. Mai 2001.
  28. Wissenschaft und Wirtschaft: Wer zahlt, schafft an, Der Standard, 10. Jänner 2014.

Literatur[Bearbeiten]

CDs[Bearbeiten]

  • Anton Zeilinger: Spukhafte Fernwirkung - Die Schönheit der Quantenphysik, 2-CD-Set - 100 Minuten, Booklet 12 Seiten ISBN 3-932513-60-6 (supposé 2005). Hörprobe

Weblinks[Bearbeiten]