Inhalt Atome als Quantenmechnische Teilchen Wiederholung Interferenz und Doppelspalt, Paradoxien,

1. Inhalt • Atome als Quantenmechnische Teilchen • Wiederholung Interferenz und Doppelspalt, Paradoxien, • Quanteneraser, Delayed Choice • Doppelspaltversuche mit Teilchen: • Elektronen • Atome, Moleküle • Dekohärenz: Teilchenstreuung, Lichtstreuung, thermische Emission • Beispiel H2 • Lichtgitter • Atomspiegel • Wechselwirkung mit Atomen • Photon-Atom Wechselwirkung • Wiederholung: Photoeffekt, Comptoneffekt, • Winkel- und Energieverteilungen • Doppelanregung, Interferenzeffekte • Mehrfachionisation: Mechanismen, Energie- und Winkelverteilungen • Molekulare Photoionisation: Höhere Drehimpulse • Atome in starken Laserfeldern • Multiphotonenionisation • Tunnelionisation • Der Rückstreumechanismus: Höhere Harmonische, hochenergetische Elektronen, Doppelionisation • Mehrfachionisation: Mechanismen, Impulse und Energien • Ion-Atom Stöße • Elektronentransfer • Ionisation

3. Deutung des Doppelspaltes I: Wo ist das Teilchen? Anfang: Teilchen lokalisiert Ende: Delokalisiert Keine Antwort auf “Which Way”

4. Impuls Impuls Einsteins Einwand: Impulsmessung am Eintrittsschlitz erlaubt Weg für jedes Photon zu identifizieren

5. Bohrs Antwort: Für den Schlitz gilt die Unschärferelation Wenn man den Impuls des Schlitzes hinreichend genau festlegt, wird der Ort so unscharf, dass die beiden Schlitze nicht mehr kohärent beleuchtet werden Impuls Impuls

6. Bohrs Antwort: Für den Schlitz gilt die Unschärferelation Wenn man den Impuls des Schlitzes hinreichend genau festlegt, wird der Ort so unscharf, dass das Interferenz Muster um ein halbes Maximum verschoben wird p0 = h/ s p Ortunschärfe des Schlitzes: x =h/p= s /L L

7. sehr grosser Impuls nach oben, weiss relativ sicher, dass photon durch unteren Schlitz ging +k0 Experiment ist heute technisch möglich +k0 Fazit: Interferenz oder nicht ist nicht ja/nein sondern hängt an der sicherheit der Information über den Weg. Wootters&Zurek PhysRevD 19, 473 (1979)

9. Quantenradierer 1: 1 Teilchen Polarisator als Quantenradierer Anstelle des hier fehlenden Tafelbilder schauen sie sich den Link und die Simulation an http://www.physik.uni-muenchen.de/didaktik/Computer/interfer/interfer.html

10. recht/link zirkulare Polarisationfiler als Welcher-Weg Marker Quantenradierer 2: 2 verschränkte Teilchen Gesamtspin 0 Abfrage oder löschen der “Welcher Weg” Info

11. http://www.physik.uni-muenchen.de/didaktik/Computer/interfer/interfer.htmlhttp://www.physik.uni-muenchen.de/didaktik/Computer/interfer/interfer.html M. O. Scully and K. Drühl, Phys. Rev. A 25, 2208 (1982). M. O. Scully, B. G. Englert, and H. Walther, Nature London 351, 111 (1991)

12. recht/links zirkular linear polarisiert Delayed Choice: no change! Paper auf Website

13. Hellmuth et al PRA35,2532 (1987)

14. Wheeler, Delayed Choice: Does this result mean that present choice influences past dynamics, in contravention of every formulation of causality? Or does it mean, calculate pedantically and don’t ask questions? Neither; the lesson presents itself rather like this, that the past has no existence except as it is recorded in the present. Wheeler, J. A., [1978], The Past and the Delayed-Choice Double-slit Experiment, in Mathematical Foundations of Quantum Theory, ed. Marlow, pp. 9-47, Academic Press, New York.

15. Wheeler, Delayed Choice: Does this result mean that present choice influences past dynamics, in contravention of every formulation of causality? Or does it mean, calculate pedantically and don’t ask questions? Neither; the lesson presents itself rather like this, that the past has no existence except as it is recorded in the present. Wheeler, J. A., [1978], The Past and the Delayed-Choice Double-slit Experiment, in Mathematical Foundations of Quantum Theory, ed. Marlow, pp. 9-47, Academic Press, New York.

16. 1.2..Interferenz von Teilchen 1.2.1.: Möllenstedt/Düker (1956): Doppelspalt mit Elektronen Echter Doppelspalt schwierig: Elektron 100eV 1.2*10-10 m

17. Feynman Lectures: "We choose to examine a phenomenon which is impossible, absolutely impossible, to explain in any classical way, and which has in it the heart of quantum mechanics. In reality, it contains the only mystery." "We should say right away that you should not try to set up this experiment. This experiment has never been done in just this way. The trouble is that the apparatus would have to be made on an impossibly small scale to show the effects we are interested in. We are doing a "thought experiment", which we have chosen because it is easy to think about. We know the results that would be obtained because there are many experiments that have been done, in which the scale and the proportions have been chosen to show the effects we shall describe".

18. 1.2..Interferenz von Teilchen 1.2.1.: Möllenstedt/Düker (1956): Doppelspalt mit Elektronen Jönsson: echter Doppelspalt 1957 Physics World Sept 2002 Top 10 beautiful experiments

19. 1.2.1.. Möllenstedt/Düker (1956): Doppelspalt mit Elektronen Echter Doppelspalt schwierig: Elektron 100eV 1.2*10-10 m

20. 1.2.1.. Möllenstedt/Düker (1956): Doppelspalt mit Elektronen Fresnel Biprisma reale Lichtquelle 2 kohärente Virtuelle Lichtquellen

21. 1.2.1.. Möllenstedt/Düker (1956): Doppelspalt mit Elektronen Analogon zum Doppelspalt reale Lichtquelle

22. Möllenstedt/Düker (1956): Doppelspalt mit Elektronen Elektronenquelle Faden+ 0.001 mm! - - Film • Extrem vibrationsarmer Aufbau • Sehr lokalisierte Elektronenquelle

23. http://www.hqrd.hitachi.co.jp/em/doubleslit.cfm

24. http://www.hqrd.hitachi.co.jp/em/doubleslit.cfm

25. hier Particles (electrons or ions) which are emitted from a sharp tungsten tip (right)may pass a thin wire either on the left or right hand side. By applying a voltage to the wire the two beam parts overlap and interfere (left Keine Spannung: Schatten mit Beugung an Kante Mit Spannung: Interferenz http://www.ati.ac.at/~summweb/ifm/main.html