Heidelberg 1999 – wissenschaftliches Programm

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Q: Quantenoptik

Q 3: Quanteneffekte I

Q 3.1: Vortrag

Montag, 15. März 1999, 14:00–14:15, PH4

Dekohärenz bei sprungartigen phasenzerstörenden Ereignissen — •Ulrike Herzog — Institut für Physik der Humboldt-Universität zu Berlin, Invalidenstr. 110, D-10115 Berlin

Durch Wechselwirkung mit der Umgebung kommt es zum Zerfall eines quantenmechanischen Superpositionszustandes in ein statistisches Gemisch, zur Dekohärenz. Wenn dabei nur die Nichtdiagonalelemente der Dichtematrix verschwinden während die Diagonalelemente unbeeinflußt bleiben, spricht man von einem phasenzerstörenden Prozeß. Dekohärenz kann durch kontinuierliche Ankopplung des Systems an ein Reservoir, aber auch durch sprunghaft auftretende Ereignisse verursacht werden. Für den letzteren Fall wird untersucht, wie sich die statistische Verteilung dieser Ereignisse auswirkt. Das quantenmechanische System kann dabei zusätzlich anderen Wechselwirkungsmechanismen unterworfen sein.
Als konkretes Beispiel wird ein Zwei-Niveau-System betrachtet, das mit einem resonanten Feld wechselwirkt und bei dem zu statistisch verteilten Zeitpunkten phasenzerstörende Ereignisse stattfinden, z. B. durch Stöße oder durch Messung des energetischen Zustandes des Systems. Es lassen sich analytische Lösungen finden, falls die Statistik dieser Ereignisse durch ihre Wartezeitverteilung vollständig charakterisiert ist. Wenn der spontane Zerfall des oberen Niveaus nicht vernachlässigt werden kann, ist z. B. im stationären Zustand die Besetzungsinversion bei einer regelmäßigen Verteilung der sprunghaften phasenzerstörenden Ereignisse geringer als bei einer Poissonverteilung.