Wie sind entfernte Quantensysteme durch Licht und Bewegung miteinander verbunden? Was ist das Gravitationsfeld eines Quantenobjekts? Wie ist ein Quantenmotor aufgebaut? 

Diese und andere Fragen bilden die Grundlage für die Experimente in den Arbeitsgruppen von Markus Aspelmeyer und Nikolai Kiesel. Für ihre Forschung nutzen sie mit Laserlicht gesteuerte Festkörpersysteme, z.B. kleine Pendel im mikroskopischen Bereich oder Glaskugeln im Nanobereich.

Die Levitation von Festkörpern ermöglicht es, Systeme mit hoher Messgenauigkeit und potenziell längeren Kohärenzzeiten im Quantenbereich bereitzustellen und gleichzeitig die mechanischen Verluste zu minimieren.

Durch die Kombination optischer und magnetischer Techniken ist es den Teams bereits gelungen, Teilchen unter Quantenkontrolle zu bringen und levitierte Nanosysteme bis zu ihrem quantenmechanischen Grundzustand abzukühlen. 

Solche Systeme sind auch interessante Kandidaten für die weitere Erforschung z.B. der Quantenthermodynamik, nichtlinearer Potentiale oder nichtgaußscher Zustände, wie dies nun mit Unterstützung des START-Programms des FWF geschieht.