Fourier-limiet

Licht van een enkel molecuul of atoom heeft nooit één volkomen scherpe kleur. Hoe scherp de kleur kan zijn, heeft een harde ondergrens: de Fourier-limiet. Beter kan niet, volgens de wetten van de natuurkunde.

Hoe werkt het?

De grens hangt af van de tijd. Een molecuul neemt energie op en geeft die na een korte tijd weer af als licht. Hoe langer het die energie vasthoudt, hoe zuiverder de kleur van het uitgezonden licht kan zijn.

Vergelijk het met een stemvork. Een stemvork die lang doortrilt, geeft een heel zuivere toon. Een stemvork die je meteen afdempt, klinkt doffer en minder scherp. De Fourier-limiet is de zuiverste kleur die bij de tijd van het doortrillen hoort.

In een rumoerige omgeving haalt een molecuul die grens meestal niet. Trillingen en elektrische ruis in de buurt maken het licht onzuiverder. Een molecuul dat de Fourier-limiet wel haalt, zit dus in een bijzonder rustige omgeving.

Waarom het ertoe doet

Voor quantumtechniek zijn zulke zuivere lichtbronnen waardevol: ze zijn nodig voor toekomstige quantumcomputers en ultragevoelige sensoren. Tot nu toe lukte het vooral met moleculen diep in een kristal, goed afgeschermd. Onderzoekers van het Max Planck Instituut in Erlangen lieten losse moleculen op het oppervlak van een kristal de Fourier-limiet halen. Op een oppervlak kun je ze van heel dichtbij bekijken en met een microscoopnaald bijsturen. Dat wijst op quantumonderdelen die je molecuul voor molecuul kunt bouwen.