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Freiburg 2019 – wissenschaftliches Programm

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FM: Fall Meeting

FM 16: Teaching Quantum Science

FM 16.1: Talk

Montag, 23. September 2019, 16:30–16:45, Aula

Präzision lehren mit Anwendungen -- Vom klassischen Sensor zum Quantensensor — •Kim-Alessandro Weber1, Rüdiger Scholz1 und Gunnar Friege21Institut für Quantenoptik — 2Institut für Didaktik der Mathematik und Physik

Qutega und das Quantumflagship stellen den Bedarf von Ausbildungsprogrammen zur Quantenphysik heraus.

Der Beitrag hier beschreibt einen Weg vom klassischen Sensor zum Quantensensor. Messtechnische Fragestellungen stehen dabei im Zentrum: Was zeichnet Quantensensoren gegenüber klassischen Sensoren aus und welche Anwendungen existieren? Zur Zielgruppe gehören Masterstudierende aus den Ingenieurswissenschaften.

Der Ausgangspunkt des Beitrags ist das Michelson-Interferometer. Dieses wird als klassischer (!) Sensor eingeführt, um Werkstücke und deren Eigenschaften zu analysieren (zum Beispiel: Steigung von Gewinden). Geleitet von dem Präzisionsgedanken wird darauf aufbauend ein Konzept zu hands-on Erfahrungen mit Quantensensoren vorgestellt. Bei der Gegenüberstellung von klassischem und Quantensensor liegt der Fokus auf der Rauschcharakteristik der Sensoren.

Der Versuch zum klassischen Sensor "Michelson-Interferometer" wird derzeit im Physikalischen Praktikum für Ingenieure getestet. Erfahrungen und die didaktisch reflektierte Versuchsentwicklung werden vorgestellt. Im Rahmen einer Machbarkeitsanalyse wurden darüber hinaus Informationen über kommerzielle Quantensensoren zusammengestellt, um den Einsatz in der Lehre zu prüfen.

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