Eine Pikosekunde ist unvorstellbar kurz: 10-12 s. Auf einige Pikosekunden genau können die Einzelelektronenquellen auf einem Halbleiterchip ihre Elektronen aussenden. Stimmt man zwei solcher Quellen aufeinander ab, so lässt sich ein Elektronenpaar erzeugen, dessen Flugbahnen sich an einer klar definieren Stelle kreuzen.
Dies entspricht dem Versuch, ein Projektil im Flug mit einem perfekt platzierten zweiten Schuss zu treffen – allerdings in einer nur wenige Mikrometer großen Halbleiterschaltung mit Elektronen. Jedes Ergebnis einer Kollision wird von zwei Einzelelektronendetektoren mit hoher Genauigkeit erfasst.
Elektronen kontrolliert zu einer Wechselwirkung bringen
Obwohl die Elektronen sich nur für einen sehr kurzen Moment begegnen, ließ sich in Zusammenarbeit mit der Universität Lettland und unterstützt von der Technischen Universität Braunschweig auf diese Weise zeigen, dass einzelne ballistische Elektronen kontrolliert zu einer deutlichen Wechselwirkung gebracht werden können. Mögliche Anwendungen dieser auf einzelnen ballistischen Elektronen basierenden Technologie sind ultraschnelle elektronische Sensoren oder Schalter sowie die Erzeugung von quantenmechanisch verschränkten elektronischen Zuständen als Träger von Quanteninformationen in Quantencomputern.
Die Ergebnisse decken sich mit denen zweier anderer unabhängiger Forschenden Gruppen unter Leitung des NEEL (Laboratoire de recherche fondamentale en physique de la matieère condensée) in Grenoble/Frankreich bzw. des englischen Metrologieinstituts NPL (National Physical Laboratory) in Teddington/London.
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