1 / 12

FOTONOK Einstein 1905: fotoeffektus → h ν energiájú fotonok

FOTONOK Einstein 1905: fotoeffektus → h ν energiájú fotonok az érvelés nem igaz, de fotonok mégis vannak, csak ritkán külön: a fotonszám-sajátállapot egzotikus („a fotonszám rossz kvantumszám”) Poisson-eloszlásban lehetetlen kizárni, hogy ahol egy foton van, ott

neola
Télécharger la présentation

FOTONOK Einstein 1905: fotoeffektus → h ν energiájú fotonok

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. FOTONOK • Einstein 1905: fotoeffektus → hνenergiájú fotonok • az érvelés nem igaz, de fotonok mégis vannak, csak ritkán külön: • a fotonszám-sajátállapot egzotikus („a fotonszám rossz kvantumszám”) • Poisson-eloszlásban lehetetlen kizárni, hogy ahol egy foton van, ott • több is legyen (se rövid időkapuzással, se kis intenzitással) • a koherens állapot közönséges • Erősebb érv a fotonok mellett a fény-anyag kölcsönhatásban: • indukált és spontán emisszió (Einstein 1917) • Igazán erős bizonyíték: KÉTFOTON-KORRELÁCIÓKkoincidenciában mérve • 1956 Hanbury-Brown és Twiss : intenzitáskorrelációk • csillagászatban és laboratóriumban • ~1960 lézerek • 1963 Glauber: fotodetektálás elmélete, kvantumoptika (2005 Nobel-díj) • 1975 után Mandel et al.: kísérletek kétfoton-forrásokkal • 1982-től (Aspect et al.) BELL-TESZTEK

  2. valencia-sáv vezetési sáv • FOTONDETEKTOROK • klasszikus: fény → hő ~ intenzitás (bolométer) • Egyes fotonok detektálása? • Részecskeszámlálás Geiger-Müller (nem proporcionális!) üzemmódban: • minden fotonra egy áramlökés • nehézség máig is: időben közeli fotonok szétválasztása! FOTOELEKTRON-SOKSZOROZÓ (PM) LAVINA-FOTODIÓDA (APD) ugyanez félvezetőből (más hullámhossz: más anyag) (infrában, ami az üvegszálon jól terjed: távközlési alkalmazások!) 7 • 10 elektron/foton • kb 50 % hatásfok • sötét zaj

  3. i b a f: egy fotonnal kevesebb

  4. egy foton detektor sorszáma a fotoelektronok detektálási valószínűsége

  5. Hanbury-Brown és Twiss 1956 2 1 0 termikus koherens egy atom csapdázva τ

  6. Hanbury-Brown és Twiss alkalmazta az effektust csillagászati interferometriára is: két távoli detektor kétfoton-korrelációiból következtethetünk egy csillag méretére.

  7. Az igazi kétfoton-kísérletek: paraméteres lekonvertálás Egy foton be, kettő ki: harmadrendű (Pockels) nemlinearitás kell: reflexió-centrum nélküli kristályok (ADP, KDP stb.) ω/2 Transzverzális impulzusmegmaradás: a kúpon két ellentétes pontot blendékkel kell kiválasztani θ ω θ ω/2 Klasszikus nemlineáris optikában csak felharmonikus létezik, a lekonvertálás kvantumos effektus: páros spontán emisszió A θ kúpszöget a fázisillesztés = longitudinális impulzusmegmaradás követelménye határozza meg: (ilyen kristály kell)

  8. Másodfajú paraméteres lekonvertálás: kettőstörő kristályban (pl. BBO), a kijövő két foton két kúpon lép ki, különböző polarizációval A két kúp metszésvonalaihoz illesztett blendéken összefonódott fotonpár lép ki - sokféle variáció, pl.

  9. i 3 1 4 i 2 optikai harsona: késleltető, 0.1 fs pontossággal kb. 1970-től: az első igazi EGYFOTON-FORRÁS: ha az egyik fotont detektálják, a párja egyedül lép ki ugyanakkor! (koincidenciában kell használni) Hong, Ou, Mandel 1987: kioltó kétfoton-interferencia Ebből lenne a koincidencia, de mivel bozonok, , így a koincidencia kioltódik a kétfoton-interferencia által!

  10. koincidencia- szám késleltetés (optikai harsona) 1 fs • a két ágba különböző polarizációt bevezetve megjelennek a koincidenciák • („út-info elmossa az interferenciát”) • a polarizációkülönbséget utólag (!!) (de még a detektor előtt) megszüntetve, • újra eltűnik a koincidencia („kvantumradír”) A kioltáshoz a tökéletes optikai kollimáláson kívül IDŐBELI EGYBEESÉS kell, ami 0.1 fs-os pontosságú IDŐMÉRÉST tesz lehetővé További trükkös kombinációk: DM Greenberger, MA Horne and A Zeilinger 1993 Multi-particle interferometry andthe superposition principle, Physics Today August pp22­29

  11. A kvantumosság igazán megrázó tesztjeit a Bell-egyenlőtlenségek gondolatvilágában született mérések jelentik: lásd a következő részben

More Related