Roman Schnabel

Roman Schnabel (* 11. Juni 1968 in Stadthagen) ist ein deutscher Physiker, der sich mit der Erzeugung von Laserlicht mit gequetschter Quantenunschärfe und der Empfindlichkeitsverbesserung von Gravitationswellendetektoren beschäftigt.

Roman Schnabel (2018)

Leben und Wirken

Schnabel studierte von 1988 bis 1994 Physik an der Leibniz Universität Hannover (Diplom), wo er 1999 promoviert wurde. Von 1994 bis 1999 war er wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Plasmaphysik in Hannover und im darauf folgenden Jahr am Max-Planck-Institut für Quantenoptik in Garching. Von 2000 bis 2002 erhielt er ein Feodor-Lynen-Forschungsstipendium der Alexander-von-Humboldt-Stiftung an der Australian National University in Canberra. Von 2003 bis 2008 war er Juniorprofessor am Institut für Gravitationsphysik der Leibniz Universität Hannover und anschließend bis 2014 Universitätsprofessor (W2). Seit 2014 ist er Universitätsprofessor (W3) an der Universität Hamburg und leitet am Institut für Laserphysik den Arbeitsbereich Nichtlineare Quantenoptik.

Von 2003 bis 2010 entwickelte und baute er mit seiner Arbeitsgruppe den ersten Laser zur Erzeugung von Licht mit gequetschter Quantenunschärfe („Quetschlaser“)[1] für einen dauerhaften Einsatz in Gravitationswellendetektoren.[2] Seit 2010 verbessert dieser Laser die Empfindlichkeit des deutsch-britischen Gravitationswellendetektors[3] GEO600 in Ruthe. Infolgedessen etablierte sich „gequetschtes Licht“[4][5][6] zu einer wichtigen neuen Hochtechnologie in Gravitationswellendetektoren. Seit 2019 wird gequetschtes Licht auch in den Gravitationswellenobservatorien LIGO und Virgo eingesetzt.[7][8] Quetschlicht ist auch eine wichtige Quantentechnologie für die Quantensensorik[9], Quantenkommunikation,[10] und für optische Quantencomputer.[11] Licht mit gequetschter Quantenunschärfe zeigt Quantenkorrelationen[12] und gehört damit zu den nichtlokalen Systemen der Quantenphysik. Schnabel ist neben seiner angewandten Forschung besonders daran interessiert, exakte und dennoch didaktisch gut vermittelbare Modelle für die Effekte der Quantenphysik zu entwickeln.[13][14][15][16]

Auszeichnungen und Mitgliedschaften

Im Jahr 2000 erhielt Roman Schnabel ein Feodor-Lynen-Stipendium der Alexander-von-Humboldt Gesellschaft. 2012 wurde er gemeinsam mit Nergis Mavalvala und David E. McClelland mit dem Joseph F. Keithley Award For Advances in Measurement Science der American Physical Society ausgezeichnet, ebenso erhielten sie 2018 den „QCMC Award for Outstanding Achievements in Quantum Experimentation“. Im Jahr 2013 erhielt Schnabel den ERC Advanced Grant Massive Object Quantum Physics (MassQ), 2018 den ERC Proof of Concept Grant Quantum Light Enterprise (QLite). Der LIGO-Forschungsverbund, dessen Mitglied Schnabel ist, wurde 2016 mit dem Special Breakthrough Prize in Fundamental Physics und dem Gruber-Preis für Kosmologie sowie 2017 mit dem Prinzessin-von-Asturien-Preis für Wissenschaftliche und Technische Forschung ausgezeichnet.

Schnabel war von 2013 bis 2017 Vorsitzender der „Quantum Noise Working Group“ der LIGO Scientific Collaboration. Er ist Mitglied der Deutschen Physikalischen Gesellschaft und der Akademie der Wissenschaften in Hamburg.

Literatur

Einzelnachweise
  1. Roman Schnabel, Axel Schonbeck: The “Squeeze Laser”. In: IEEE Transactions on Quantum Engineering. Band 3, 2022, ISSN 2689-1808, S. 1–9, doi:10.1109/TQE.2022.3224686 (ieee.org [abgerufen am 29. Dezember 2022]).
  2. Henning Vahlbruch, Alexander Khalaidovski, Nico Lastzka, Christian Gräf, Karsten Danzmann, Roman Schnabel: The GEO 600 squeezed light source. In: Classical and Quantum Gravity. Band 27, Nr. 8, 21. April 2010, ISSN 0264-9381, S. 084027, doi:10.1088/0264-9381/27/8/084027.
  3. The LIGO Scientific Collaboration: A gravitational wave observatory operating beyond the quantum shot-noise limit. In: Nature Physics. Band 7, Nr. 12, Dezember 2011, ISSN 1745-2473, S. 962–965, doi:10.1038/nphys2083.
  4. H Vahlbruch, S Chelkowski, K Danzmann, R Schnabel: Quantum engineering of squeezed states for quantum communication and metrology. In: New Journal of Physics. Band 9, Nr. 10, 12. Oktober 2007, ISSN 1367-2630, S. 371–371, doi:10.1088/1367-2630/9/10/371.
  5. Henning Vahlbruch, Moritz Mehmet, Simon Chelkowski, Boris Hage, Alexander Franzen, Nico Lastzka, Stefan Goßler, Karsten Danzmann, Roman Schnabel: Observation of Squeezed Light with 10-dB Quantum-Noise Reduction. In: Physical Review Letters. Band 100, Nr. 3, 23. Januar 2008, ISSN 0031-9007, S. 033602, doi:10.1103/PhysRevLett.100.033602.
  6. Henning Vahlbruch, Moritz Mehmet, Karsten Danzmann, Roman Schnabel: Detection of 15 dB Squeezed States of Light and their Application for the Absolute Calibration of Photoelectric Quantum Efficiency. In: Physical Review Letters. Band 117, Nr. 11, 6. September 2016, ISSN 0031-9007, S. 110801, doi:10.1103/PhysRevLett.117.110801.
  7. M. Tse et al.: Quantum-Enhanced Advanced LIGO Detectors in the Era of Gravitational-Wave Astronomy. In: Physical Review Letters. Band 123, Nr. 23, 5. Dezember 2019, ISSN 0031-9007, S. 231107, doi:10.1103/PhysRevLett.123.231107.
  8. F. Acernese et al.: Increasing the Astrophysical Reach of the Advanced Virgo Detector via the Application of Squeezed Vacuum States of Light. In: Physical Review Letters. Band 123, Nr. 23, 5. Dezember 2019, ISSN 0031-9007, S. 231108, doi:10.1103/PhysRevLett.123.231108.
  9. Jascha Zander, Christian Rembe, Roman Schnabel: 10 dB interferometer enhancement by squeezing of photon shot noise with sub-femtometer resolution and eye-safe optical power. In: Quantum Science and Technology. Band 8, Nr. 1, 1. Januar 2023, ISSN 2058-9565, S. 01LT01, doi:10.1088/2058-9565/ac9ad5.
  10. Tobias Gehring, Vitus Händchen, Jörg Duhme, Fabian Furrer, Torsten Franz, Christoph Pacher, Reinhard F. Werner, Roman Schnabel: Implementation of continuous-variable quantum key distribution with composable and one-sided-device-independent security against coherent attacks. In: Nature Communications. Band 6, Nr. 1, Dezember 2015, ISSN 2041-1723, S. 8795, doi:10.1038/ncomms9795, PMID 26514280.
  11. Mikkel V. Larsen, Xueshi Guo, Casper R. Breum, Jonas S. Neergaard-Nielsen, Ulrik L. Andersen: Deterministic generation of a two-dimensional cluster state. In: Science. Band 366, Nr. 6463, 18. Oktober 2019, ISSN 0036-8075, S. 369–372, doi:10.1126/science.aay4354.
  12. Roman Schnabel: “Quantum Weirdness” in Exploitation by the International Gravitational‐Wave Observatory Network. In: Annalen der Physik. Band 532, Nr. 3, März 2020, ISSN 0003-3804, S. 1900508, doi:10.1002/andp.201900508.
  13. Jöran Bauchrowitz, Tobias Westphal, Roman Schnabel: A graphical description of optical parametric generation of squeezed states of light. In: American Journal of Physics. Band 81, Nr. 10, Oktober 2013, ISSN 0002-9505, S. 767–771, doi:10.1119/1.4819195.
  14. Roman Schnabel: Einstein-Podolsky-Rosen–entangled motion of two massive objects. In: Physical Review A. Band 92, Nr. 1, 28. Juli 2015, ISSN 1050-2947, S. 012126, doi:10.1103/PhysRevA.92.012126.
  15. Roman Schnabel: Squeezed states of light and their applications in laser interferometers. In: Physics Reports. Band 684, April 2017, S. 1–51, doi:10.1016/j.physrep.2017.04.001 (elsevier.com [abgerufen am 29. Dezember 2022]).
  16. Roman Schnabel, Mikhail Korobko: Macroscopic quantum mechanics in gravitational-wave observatories and beyond. In: AVS Quantum Science. Band 4, Nr. 1, März 2022, ISSN 2639-0213, S. 014701, doi:10.1116/5.0077548.
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