PDA

Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : "Jugen forscht" stellt Taylors Experiment in Frage!


Fortram
21.08.12, 23:56
http://physikclub.de/informationen-uber-den-physikclub/ruckblick/Quantenarbeit%20last%20version%20Juni.pdf/view

In dieser prämierten "Jugend forscht"-Arbeit wird die These aufgestellt, dass Taylor bei seinem Experiment nur das Bunching der Gasflamme nachwies. Bunching bezeichnet den Effekt, wenn bei einer Lichtquelle wie der eingesetzten Gasflamme - im Gegensatz etwa zu einem Laser - Photonen bevorzugt in Gruppen erzeugt werden.

"Taylor hat nach unseren Ergebnissen zu urteilen kein Ein-Photonen-Experiment durchgeführt.", behaupten die die jugendlichen Forscher keck. "Es müssen immer mehrere Photonen zusammenhängend unterwegs gewesen sein, die sich auch gegenseitig hätten beeinflussen können. Klassische Erklärungen für Taylors Experiment lassen sich also nicht ausschließen, somit ist der Versuch kein Nachweis für den quantenmechanischen Charakter des Lichts."

Gruss,
Fortram

eigenvector
22.08.12, 09:40
"Aktuelle Meldung" naja, Jugend Forscht 2006 ist jetzt auch schon wieder sechs Jahre her.

Die Leute haben ihre Ergebnisse aber relativ ordentlich aufgeschrieben, das war wirklich schön zu lesen.

Thom_B
22.08.12, 17:36
Hallo Zusammen,

als neuer darf ich mich hier auch mal einmischen.

Was in der Facharbeit steht, stimmt im Prinzip schon, ist vielleicht etwas verdreht ausgedrückt. Ich würde es so sagen:

Das Experiment von Taylor wurde mit einer Flamme als Lichtquelle gemacht. Diese Lichtquelle emittiert wie auch eine Glühbirne ein thermisches Lichtfeld. Wenn man jetzt quantenoptisch einen thermischen Lichtzustand aufschreibt, so besitzt dieser keine fest definierte Photonenzahl, ich kann daher eigentlich nicht sagen dass das Feld immer nur aus einem Photon besteht. Das gleiche gilt übrigens auch für einen Laser, dessen Feld durch einen kohärenten Zustand beschrieben wird.

Taylor hat nun die Lichtintensität soweit reduziert, dass im Mittel nie mehr als ein Photon in dem Apparat war. Die Wahrscheinlichkeit n>1 Photonen in dem Interferometer zu haben war aber trotzdem immer >0. Das ist bei jedem thermischen Feld so. Die Aussage, dass in dem Experiment von Taylor nie mehr als ein Photon in dem Interferometer war, ist daher strenggenommen nicht korrekt, da sie nur für die Mittelwerte gilt. Daher haben die Facharbeitschreiber durchaus recht.

Etwas unpassend ist in diesem Zusammenhang die Erwähnung des Bunching. Bunching besagt, dass die Wahrscheinlichkeit, sofort nach einem Photon ein nächstes zu messen erhöht ist. Zwar zeigt thermisches Licht in der Tat Bunching, eine Photoplatte kann aber die entsprechenden zeitlichen Korrelationen nicht messen, daher spielt Bunching in diesem Zusammenhang keine Rolle.

noch ein Paar Bemerkungen:

Diese quantenoptischen Lichtzustände gehen stark auf R. Glauber zurück, der dafür 2005 den Nobelpreis bekam.

Bestes Buch zum Thema: R. Loudon, The Quantum Theory of Light, Oxford 2000

Die Gruppe von Philippe Grangier hat vor einigen Jahren ein Experiment gemacht, in dem sie räumliche Interferenzstreifen mit echten Ein Photon Feldern nachgewiesen haben. Da war wirklich immer nur ein Photon im Apparat. Referenz könnte ich raussuchen.

schöne Grüße
Thom_B