Münster 2011 – wissenschaftliches Programm

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DD: Fachverband Didaktik der Physik

DD 19: Neue Konzepte 3 (Diverses)

DD 19.2: Vortrag

Mittwoch, 23. März 2011, 09:50–10:10, SR A

Interferenz jenseits der Kohärenzlänge durch Verschränkung einzelner Photonen — Florian Bier, •Andreas Strunz und Jan-Peter Meyn — Didaktik der Physik, FAU Erlangen-Nürnberg

Experimente mit einzelnen Photonen eignen sich, um faszinierende Eigenschaften der Quantenphysik zu demonstrieren. Die wohl interessanteste ist die Verschränkung. Bisher wurden Demonstrationsexperimente zu dieser Thematik mit polarisationsverschränkten Photonen erstellt. Nach einem Vorschlag von Franson haben wir einen Aufbau entwickelt, der es ermöglicht, die Verschränkung zweier Photonen hinsichtlich deren Frequenz darzustellen. Dabei werden die durch parametrische Fluoreszenz erzeugten Photonen separiert und in räumlich getrennte Michelson-Interferometer geleitet. Innerhalb deren Kohärenzlänge zeigt sich die klassisch erwartete Interferenz. Bei Armlängenunterschieden jenseits der Kohärenzlänge ist Zwei-Photonen-Interferenz mit einer Sichtbarkeit von 49% möglich, sofern die Armlängendifferenzen beider Interferometer identisch sind. Dieser nichtlokale Effekt kann im Demonstrationsexperiment vor Ort sowie online als interaktives Bildschirmexperiment nachvollzogen werden. In unserem Aufbau kann Zwei-Photonen-Interferenz und klassisch erwartete Interferenz ohne Umbauten gezeigt werden. Damit wird das Verschränkungsphänomen ohne den Wissensbereich Polarisation für die Schul- und Universitätsausbildung greifbar. Da zudem darauf geachtet wurde, nur Standardmaterialien moderner Quantenoptiklabore zu verwenden, ist es vielerorts leicht möglich, den Aufbau zu übernehmen. Das Experiment ist mit kurzer Erklärung auf www.QuantumLab.de verfügbar.