141.123 Quanten-Interferometrie im Phasenraum I
Diese Lehrveranstaltung ist in allen zugeordneten Curricula Teil der STEOP.
Diese Lehrveranstaltung ist in mindestens einem zugeordneten Curriculum Teil der STEOP.

2021S, VO, 2.0h, 3.0EC

Merkmale

  • Semesterwochenstunden: 2.0
  • ECTS: 3.0
  • Typ: VO Vorlesung
  • Format der Abhaltung: Distance Learning

Lernergebnisse

Nach positiver Absolvierung der Lehrveranstaltung sind Studierende in der Lage einfache quantenpotische Probleme selbständig zu lösen, Kohärenzphänomene des Lichts zu analysieren, die Komplementaritätsdefinitionen und Verschränkungen bie Photoneninterferenzen zu erklären und Pfad-Integrale im Zusammenhang mit dem quantenmechanischen Oszilaltor herzuleiten.

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Inhalt der Lehrveranstaltung

Im 1. Teil der Vorlesung wird die Phasenraumdarstellung quantenoptischer Phänomene mit Blickrichtung auf die Photonen - und Neutronen - Interferometrie vorgestellt. Grundlagen der Quantentheorie werden kurz wiederholt. Eine systematische Darstellung von Quasi-Verteilungsfunktionen (Wignerfunktion, Q-Funktion, P-Funktion) wird präsentiert. Diese Verteilungsfunktionen sind für die Bildung von quantenmechanischen Erwartungswerten wesentlich. Dabei spielt der Formalismus von Erzeugungs- und Vernichtungsoperatoren im Zusammenhang mit der Beschreibung des quantenmechanischen Oszillators eine wichtige Rolle. Weitere Punkte sind: - Kohärente Zustände - Anordnung von Operatoren und Verteilungsfunktionen - Gequetschte Zustände - Kohärenzfunktionen: Klassische Kohärenz, Quanten-Kohärenz, Young-Interferenz, Kohärenz 2-ter Ordnung, klassische Beschreibung des Beam-Splitters, Mach-Zehnder-Interferometer klassisch und quantenmechanisch, Interferometrie mit einzelnen Photonen, 2 Photonen am Strahlteiler (Hong-Ou-Mandel-Effekt), Interferometrie mit kohärentem Licht; Kohärenz, Komplementarität und Entanglement bei Photoneninterferenzen. Im 2. Teil der Vorlesung (Quanteninterferometrie im Phasenraum II) wird auf die Anwendung in der Neutroneninterferometrie ausführlich eingegangen.

Grundlage für die Vorlesung ist ein Buch: Martin Suda: "Quantum Interferometry in Phase Space - Theory and Applications" , Springer-Verlag 2006 (182 Seiten).

Außerdem wird ein 87 Seiten umfassendes eigenes Skriptum über "Kohärenz, Komplementarität und Entanglement bei Photoneninterferenzen" (Update vom Jänner 2014) unentgeltlich angeboten.

Weiters wird ein ca. 30 Seiten starkes Skriptum über den "Harmonischen Oszillator und Feynman's Pfad-Integral" (Okt. 2018) unentgeltlich angeboten.

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Methoden

Mit Hilfe des beamers wird der Inhalt eines eigenen umfangreichen Skriptums (ca. 110 Seiten) projeziert. Nebenrechnungen werden an der Tafel durchgeführt. Diskussionen mit den Studierenden sind sehr erwünscht.

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Prüfungsmodus

Mündlich

Weitere Informationen

Vorlesung, nach Vereinbarung über martin.suda@ait.ac.at  , ab ca. Mitte März 2021 

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Vortragende Personen

Institut

Leistungsnachweis

Mündliche Prüfung

Mündliche Einzelprüfung bei der Fragen des Stoffes beantwortet und diskutiert werden sollen; die Prüfugn dauert circa 1/2 Stunde

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LVA-Anmeldung

Von Bis Abmeldung bis
22.02.2021 00:00 31.03.2021 22:00

Curricula

Literatur

1) Buch: Martin Suda: "Quantum Interferometry in Phase Space - Theory and Applications", Springer - Verlag, 2006

2) Skriptum von Martin Suda: "Kohärenz, Komplementarität und Entanglement bei Photoneninterferenzen" (mehr als 80 Seiten), Okt. 2010

3) Skriptum von Martin Suda: "Der Harmonische Oszillator und Feynman's Pfad Integrale"(ca. 20 Seiten), Okt. 2018

 

Vorkenntnisse

Quantenphysik

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Sprache

Deutsch