Im Kontext modernster Technologien berichtet die Universität Bonn über das spannende Projekt „GyroRevolutionPlus“, das die Messgenauigkeit von Ringlaserkreiseln, auch bekannt als Gyroskope, signifikant verbessert. Professor Simon Stellmer vom Physikalischen Institut erläutert die Möglichkeiten dieser innovativen Technik, die zur Messung langsamer Erdrotationen und feiner Bewegungen von Bauwerken eingesetzt werden kann. Die präzisen Messungen sind von großer Bedeutung für die frühzeitige Warnung vor Naturkatastrophen wie Erdbeben und Erdrutschen sowie zur Überwachung der Stabilität wichtiger Konstruktionen wie Brücken und Staudämme.
Das Projekt basiert auf fortschrittlichen Forschungsarbeiten in der Quantenphysik, die darauf abzielen, hochsensible Drehsensoren zu entwickeln. Bisherige Gyroskope haben bei sehr kleinen Drehraten an ihre Grenzen gestoßen. Stellmer und sein Team verwenden Hochpräzisionsgyroskope in verschiedenen Bauformen, wobei das größte Gyroskop eine Dimension von 4×4 Metern aufweist.
Entwicklung durch Proof of Concept
Ein zentraler Bestandteil des Projekts ist die Proof of Concept-Förderung, die es der Gruppe ermöglicht, kleinere und robustere Drehsensoren zu entwickeln und diese unter realen Bedingungen außerhalb des Labors zu testen. Das Ziel dieser Umsetzung ist die Entwicklung standardisierter Drehsensoren, die in Bohrlöchern zur Messung von Bodenbewegungen zum Einsatz kommen sollen.
Stellmer, der bereits zum zweiten Mal einen „Proof of Concept Grant“ erhält, profitiert von den Erkenntnissen aus einem zuvor durchgeführten ERC Starting Grant-Projekt zu Präzisionsmessungen, das im Jahr 2017 eingeworben wurde. Die erste Proof-of-Concept-Förderung, die 2023 gewährt wurde, ermöglichte es dem Team, die Machbarkeit des Ansatzes nachzuweisen und umfassende Marktanalysen durchzuführen, sowie Patentanmeldungen einzureichen.
Die erneute Förderung in 2025 soll zur Gründung eines Unternehmens führen, das die neuartige Hochpräzisionsgyroskop-Technologie erfolgreich vermarktet. Hierbei sind das Entwickeln eines marktreifen Produkts, die Suche nach geeigneten Geschäftspartnern sowie die Festlegung einer effektiven Markteinführungsstrategie von zentraler Bedeutung. Sandra Speer, die Leiterin des Transfer Centers enaCom, hebt das enorme Marktpotential und den direkten Anwendungsbezug dieser Technologie hervor.
Quanten-Gyroskope: Eine Revolution in der Messtechnik
Im Zusammenhang mit den Ringlasergyroskopen zeigen Quanten-technologien vielversprechende Ansätze zur Steigerung der Messgenauigkeit. Diese Technologien basieren auf den Prinzipien der Quantenmechanik, wie Superposition und Verschränkung, die eine präzisere Messtechnik ermöglichen. Quanten-Gyroskope nutzen atomare Interferometer, um Rotationen zu messen, und bieten im Vergleich zu konventionellen Gyroskopen außergewöhnliche Genauigkeit und Stabilität.
Die Entwicklungen in der atomaren Interferometrie erhöhen die Sensitivität bei Rotationsmessungen erheblich, was eine Vielzahl neuer Anwendungsbereiche sowohl in der Navigation als auch in der Geophysik eröffnet. Quanten-Gyroskope könnten insbesondere in der Luft- und Raumfahrt, der Marine- und Landnavigation sowie in der Erdbebenforschung eine Schlüsselrolle spielen.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Projekt „GyroRevolutionPlus“ nicht nur die Technologien der Zukunft vorantreibt, sondern auch wesentliche gesellschaftliche Herausforderungen adressiert. Die Kombination aus quantenmechanischen Prinzipien und innovative Ansätzen in der Messtechnik könnte dazu führen, dass wir in der Lage sind, Naturkatastrophen besser vorherzusagen und unsere technische Infrastruktur zuverlässiger zu überwachen.