Berlin 2008 – scientific programme

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DD: Fachverband Didaktik der Physik

DD 27: Anregungen aus dem Unterricht für den Unterricht II (Quantenphysik)

DD 27.3: Talk

Thursday, February 28, 2008, 12:50–13:10, EW 016

Experimenteller Nachweis der Existenz des Photons — Patrick Bronner¹, Christine Silberhorn² und •Jan-Peter Meyn¹ — ¹Physikalisches Institut VI, Didaktik der Physik, FAU Erlangen-Nürnberg — ²Max Planck Junior Research Group for Integrated Quantum Optics, Institut für Optik, Information und Photonik, FAU Erlangen-Nürnberg

Photonen sind sehr geeignete Objekte zur Demonstration quantenphysikalischer Grundgesetze. Wir haben Methoden zum Nachweis einzelner Photonen aus der aktuellen Forschung für ein Demonstrationsexperiment übernommen. Die Existenz einzelner Photonen wird über den Nachweis der Unteilbarkeit an einem Strahlteiler gezeigt. Unsere Messergebnisse widerlegen die klassische Vorstellung von Licht um 482 Standardabweichungen. Als direkte Anwendung des Grundlagenexperimentes werden Quantenzufallszahlen mit einer Rate von 15 kbit/s erzeugt. Diese Zufallszahlen sind eindeutig von Pseudozufallszahlen unterscheidbar, welche mit Computeralgorithmen erzeugt wurden. Mit dem Realexperiment werden Simulationen zum zufälligen Verhalten von Quantenobjekten ersetzt, welche notwendigerweise auf Algorithmen beruhen. Schülerinnen und Schüler können nicht nur das wirklich zufällige Verhalten der Photonen sehen, sondern erhalten auch Einblicke in moderne experimentelle Methoden der Quantenoptik.