Gravitationsphysikerin aus Hannover forscht in Australien auf dem Gebiet der nichtlinearen Quantenelektronik

Dr. Michèle Heurs, Wissenschaftlerin am Hannoveraner Zentrum für Gravitationsphysik sowie Expertin für den Aufbau und die Stabilisierung hochstabiler Lasersysteme, hat Anfang Oktober ihren Hannoveraner Arbeitsplatz hinter sich gelassen, um drei Monate an der University of New South Wales in Canberra, Australien zu forschen. Gemeinsam mit ihren australischen Kollegen wird sie dort auf dem Gebiet der nichtlinearen Quantenelektronik arbeiten.

„Meine Motivation, zum Forschen erneut nach Australien zu gehen, erklärt sich mit der angenehmen Arbeitsatmosphäre und der bemerkenswerten Produktivität der dortigen Forscher. Hier werden wissenschaftliche Ergebnisse von internationalem Rang produziert, die auch dem deutschbritischen Gravitationswellendetektor GEO600 zu gute kommen“, so Dr. Heurs.

„Wir haben Dr. Heurs nach Canberra entsendet, um die seit Jahren bestehende, sehr fruchtbare Kooperation zu vertiefen und das vorhandene Spezialwissen optimal zu vernetzen“, so Prof. Dr. Karsten Danzmann, Direktor am Institut für Gravitationsphysik der Leibniz Universität Hannover und am Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut/AEI). Die wissenschaftliche und persönliche Zusammenarbeit klappt so gut, dass in diesem Jahr bereits eine gemeinsame wissenschaftliche Publikation verfasst wurde, die in Kürze veröffentlicht wird. Finanziert wird der Aufenthalt von Michèle Heurs sowohl vom AEI als auch der Gastuniversität, die die junge Hannoveranerin als Gaststipendiatin einlud.

Bei den Forschungsarbeiten von Dr. Heurs geht es darum, durch die Nutzung nichtlinearer Effekte die Übertragung von Signalen gezielt zu verstärken und aus dem Begleitrauschen hervorzuheben. Genauer gesagt, geht es in dem aktuellen Forschungsprojekt von Michèle Heurs und ihren australischen Kollegen um die „Rauschunterstützte Verbesserung des Signal-zu-Rausch-Verhältnisses durch parallelisierte Detektion mit Sättigung“. Dies bedeutet: Ein Nutzsignal (der Gegenstand der Kommunikation) ist verloren, wenn es im Rauschen der Übertragung untergeht. Normale Verstärker wirken auf Signal wie Rauschen gleichermaßen – sie erhalten bestenfalls das so genannte „Signal-zu-Rausch-Verhältnis“. Die oben genannte Technik nutzt einen Trick, um das Signal stärker zu überhöhen als das Rauschen: Es handelt sich also um eine selektive Verstärkung.

Die zugrunde liegende Theorie erlaubt es prinzipiell, diese Technik auch auf Systeme anzuwenden, die nur dem Quantenrauschen unterliegen - was für die quantenoptischen Experimente der Hannoveraner Gravitationsphysiker sehr nützlich sein kann. Dies soll in Canberra in Experimenten und theoretischen Simulationen untersucht werden.

Michèle Heurs

Die gebürtige Hannoveranerin absolvierte ihr Studium in Diplom-Physik an der Leibniz Universität Hannover. Nach Forschungsaufenthalten bei der VIRGO laser group in Orsay, Frankreich und der LIGO laser group in Stanford, Kalifornien, USA, kehrte sie nach Hannover zurück, um an der Leibniz Universität 2004 ihre Dissertation fertig zustellen. Seit 2005 ist sie wissenschaftliche Mitarbeiterin am Zentrum für Gravitationsphysik. Ihr Arbeitsschwerpunkt liegt in der Stabilisierung hochstabiler Lasersysteme für Gravitationswellendetektoren, insbesondere des von deutschen und britischen Wissenschaftlern gemeinsam betriebenen Detektors GEO600 in Ruthe bei Hannover.

Das Zentrum für Gravitationsphysik 

Am Zentrum für Gravitationsphysik, einer gemeinsamen Einrichtung der Max-Planck-Gesellschaft und der Leibniz Universität Hannover, wird experimentelle Gravitationswellenforschung betrieben. Dazu gehört sowohl die Grundlagenforschung als auch die angewandte Forschung auf den Gebieten Laserphysik, Interferometrie, Vibrationsisolation sowie klassische Optik und Quantenoptik. Zusammen mit dem in Potsdam-Golm angesiedelten theoretischen Teil des Max-Planck-Instituts für Gravitationsphysik haben wir damit in Norddeutschland ein weltweit einzigartiges Zentrum für Gravitationsphysik, das alle ihre Aspekte abdeckt.

Gemeinsam mit britischen Forschungseinrichtungen betreibt das Zentrum für Gravitationsphysik in Ruthe bei Hannover den Gravitationswellendetektor GEO600. Die Wissenschaftler des Instituts sind außerdem federführend an LISA (Laser Interferometer Space Antenna), dem Gravitationswellendetektor im Weltraum beteiligt. Das Gemeinschaftsprojekt von NASA und ESA soll ab 2015 Gravitationswellen im Weltraum messen und damit erstmals so tief ins Universum hinein „hören“ können, wie niemals zuvor.