Anne Ersbak Bang Nielsen

Ph.d.-studerende, cand.scient., 26 år

Anne Ersbak Bang Nielsen

Fagområde

Teoretisk fysik, kvanteoptik

Forskningsprojekt

Tidsudvikling og styring af tilstanden af lys og fangede atomer.

Populær beskrivelse af ph.d.-projekt

Kvantesystemer som for eksempel forskellige typer af lys frembragt ved hjælp af lasere og enkelte atomer fanget i et lille område inde i et vakuumkammer er karakteriseret ved, at det er helt afgørende at bruge kvantemekanik for at kunne forstå deres dynamik. Kvantemekanikken adskiller sig blandt andet fra de fysiske love, vi er vant til fra dagligdagen, ved, at et system kan være i flere forskellige tilstande på én gang (et atom kan for eksempel befinde sig flere forskellige steder samtidigt), og det har vist sig, at kvantemekanikkens spilleregler kan udnyttes i mange sammenhænge som for eksempel til at udføre ekstremt præcise målinger og at foretage visse beregninger meget hurtigere end på en almindelig computer. I mit ph.d.-projekt arbejder jeg med at finde og analysere metoder til på kontrolleret vis at styre tilstanden af kvantemekaniske systemer. Det kan gøres ved aktivt at påvirke systemerne, men det er også muligt at ændre tilstanden af et kvantesystem ved at udsætte det for målinger, og en væsentlig del af mit projekt består således i at finde ud af, hvilken indflydelse forskellige typer af målinger har på tidsudviklingen af et kvantesystems tilstand.

Hvilke perspektiver ser du for dit forskningsfelt?

Kvanteoptik har en lang række anvendelsesmuligheder, fordi man kan udnytte kvanteoptiske systemers kvantemekaniske egenskaber til at gøre ting, som det ikke er muligt at gøre med klassiske systemer (systemer, som følger de fysiske love, vi kender fra hverdagen). Kvantemekanikken gør det for eksempel muligt at udføre visse beregninger meget hurtigere end på en almindelig computer og at sende information fra ét sted til et andet, uden at det kan aflyttes. Man kan også udnytte kvantesystemer til at generere tilfældige tal og til at lave ekstremt præcise målinger (eksempelvis atomuret). Endelig giver studiet af kvanteoptiske systemer en bedre forståelse for, hvad kvantemekanik er, og hvordan kvantemekaniske systemer opfører sig. På nuværende tidspunkt er det dog langt fra alle muligheder, som er udtænkt, realiseret og forstået i detaljer, og der er stadig meget arbejde, som venter på at blive udført.

Hvad skal dit rejsestipendium bruges til?

Til et ophold ved Stanford University, Californien.

Hvorfor har du valgt at rejse til netop det forskningsmiljø?

Forskergruppen på Stanford har et solidt kendskab til kontrolteori, og muligheden for at deltage i lærerige projekter, som passer godt ind i mit øvrige forskningsarbejde, er et væsentligt argument for at besøge netop den gruppe. Som teoretiker er det en fordel at vide, hvilke muligheder og begrænsninger der er i et rigtigt laboratorium, og jeg ser det derfor som et plus, at gruppen overvejende er eksperimentel. Gruppen har en meget passende størrelse og er desuden naturlig at besøge, fordi Århus og Stanford begge er med i et større samarbejde om at udvikle kontrolteori for kvantesystemer.

Hvor længe skal du være væk?

Fra starten af januar 2009 til slutningen af juni 2009.

Hvad forventer du at få ud af opholdet?

Fagligt forventer jeg, at jeg vil få et større kendskab til, hvordan man rent praktisk kan kontrollere tilstanden af kvantemekaniske systemer i et laboratorium, og at jeg vil lære mere om de matematiske metoder, som benyttes til at beskrive sådanne eksperimenter teoretisk. Samtidig håber jeg på, at jeg vil kunne bidrage med nyttig viden og ideer til forskningen i den gruppe, jeg besøger.

Udlandsopholdet vil være en ideel mulighed for at skabe kontakter til andre forskningsmiljøer, og jeg vil kunne drage erfaringer, som vil være nyttige, hvis jeg skal nogle år til udlandet efter mine ph.d.-studier.

Hvordan opstod din interesse for netop dette forskningsfelt?

Jeg har altid været interesseret i naturvidenskab, især fysik, fordi jeg synes, det er fascinerende at bruge matematiske metoder til at opnå en detaljeret forståelse af, hvordan verden er skruet sammen. Interessen for kvanteoptik opstod gennem studierne på universitetet. Kvanteoptik er særligt interessant, fordi de studerede systemer er tilstrækkeligt simple til, at de kan beskrives i stor detalje ud fra grundlæggende fysiske teorier. Det er helt afgørende at bruge kvantemekanik for at kunne forstå, hvordan systemerne opfører sig, og det er spændende at studere de besynderlige effekter, som kvantemekanikken giver anledning til. Jeg kan også godt lide, at der er et godt samspil mellem teori og eksperiment, og at de studerede systemer er meget håndgribelige og har mange anvendelsesmuligheder.

Lidt om mennesket bag forskeren.

Natur og idræt.

Fødested, gymnasium og bopælskommune

Født i Horsens, student fra Ringkjøbing Gymnasium og bopæl i Århus Kommune.

Ph.d.-projektets titel

Måling og feedback på kvantesystemer.

Kontaktoplysninger

Anne Ersbak Bang Nielsen. E-mail: annebn@phys.au.dk

Forskningsinstitution

Aarhus Universitet, Institut for Fysik og Astronomi, Lundbeckfondens Teoricenter for Kvantesystemforskning

Senest opdateret 09. januar 2015