Quanten-Kompass statt GPS?
2026-01-05
Das Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik hat ein Quantenmagnetometer entwickelt, das sichere Navigation ohne GPS bieten könnte. Es orientiert sich dabei am Magnetfeld der Erde, um seinen Standort zu bestimmen.
Konkret geht es um einen nicht einmal kugelschreibergroßen Sensor, der erstmals Ende Juni auf der Fachmesse World of Quantum in München vorgestellt wurde und kleinste Magnetfelder mit einem bisher unerreichten Maß an Flexibilität und Präzision messen können soll, ob Signalen in den menschlichen Nervenbahnen, in der Mikroelektronik bis eben hin zu den schwachen, aber allgegenwärtigen Magnetfeldern der Erde. Ähnlich wie Vögel, die sich ebenfalls am Magnetfeld der Erde orientieren, könnte das eine Alternative zur GPS-Satellitennavigation darstellen. Das Erdmagnetfeld zeigt nämlich nicht nur den magnetischen Nord- und Südpol an, es weist auch regionale Unterschiede auf, die zur Orientierung beitragen. Außerdem kann es nicht ohne weiteres durch Störattacken außer Gefecht gesetzt werden. Allerdings ist es nicht langzeitstabil, Kompasse weisen deshalb eine Fehlweisung auf, und eine Höhenbestimmung ist so nicht möglich.
Der Sensor funktioniert dabei auf Basis von Diamanten, die im Labor gezüchtet werden. Anstatt vollständig aus Kohlenstoff zu bestehen, werden einzelne Stellen im Kristallgitter gezielt mit Stickstoffatomen "verunreinigt". Neben den Stickstoffatomen entsteht dabei eine leere Stelle im Diamantgitter. Diese sogenannten Stickstoff-Fehlstellen haben einen messbaren Spin, der überaus empfindlich gegenüber Magnetfeldern ist.
DL2MCD nach PI