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Inhalte der Vorlesung
Die quantenstatistische Beschreibung der Materie-Licht-Wechselwirkung hat viele Erfolge gefeiert und stellt die theoretische Grundlage zum Verständnis einer großen Anzahl spektakulärer Phänomene dar, bspw. der Casimir-, Quanten-Zeno, Hong-Ou-Mandel- oder Hanbury Brown-Twiss Effekt. Die quantenstatistischen Ensembles weisen neben interessanter Korrelationseffekte auch Quanten-Nichtlokalitäten auf. Diese von der klassischen Physik nicht abbildbaren Effekte (Polarisationsverschränkung, Aharonov-Bohm-Effekt) werden anschaulich besprochen und im Kontext moderner Entwicklungen und Experimente diskutiert.
Gliederung der Vorlesung
Vorläufiger Plan:
- Debatte um die Vollständigkeit der Quantenmechanik
- Nichtlokalität: Aharonov-Bohm Effekt
- Vakuumfluktuationen: Casimir-Effekt
- Quantisierung des Maxwellfeldes
- Isomorphie zwischen Schwingkreisen und Resonatoren
- Photonkorrelation: Hanbury Brown-Twiss Effekt
- Quantennichtlinearität: Das Zwei-Niveau-System
- Quantenstochastische Schrödinger-Gleichung: Ito-Formalismus
- Dressed State - Picture: Das Mollow-Triplett
- Bunching: Inkohärent gepumpte Mehr-Level-Systeme
- Biexziton-Kaskade: Polarisationsverschränkung
- Spaltbarkeit des Photons
- Jaynes-Cummings Modell: Collapse and Revival
- Quantenfeedback: Quantenkaskadierte Systeme
Literatur
- Scully/Zubairy: "Quantum Optics" - Gutes Einstiegbuch für quantenoptische Methoden, weitestgehend im Schrödingerbild. Exzellente Herleitung des Mollow-Tripletts.
- Gardiner/Zoller: "Quantum Noise" - Für Fortgeschrittene eine ideale Ergänzung, insbesondere zu Detailfragen in "Open Quantum Systems" und hinsichtlich Noise, Stochastische Schrödinger Gleichung und Ito-Calculus.
- Louisell: "Quantum Statistical Properties of Radiation" - Ein perfektes Buch, um in die mathematische und physikalische Problematik der Quantenoptik eingeführt zu werden. Sehr empfehlenswert, sowohl für Fortgeschrittene wie Einsteiger.
- Aharonov, Rohrlich: "Quantum Paradoxes". Sehr schöne und physikalisch argumentierende Einführung in die paradoxe Quantenwelt. Zum Teil vergnüglich zu lesen.
- Greiner: "Quantum Mechanics - Special Chapters". Hervorragendes Buch mit vielen Beispielen und einsichtigen Rechnungen. Details werden nicht übersprungen.
- Milonni: "The Quantum Vacuum". Mit unfassbarer Liebe zum Detail verfasstes Buch zu den Grundlagen der Quantenelektrodynamik, insbesondere zum Casimir-Effekt und der Van-der-Waals Wechselwirkung.
Vorlesungsmitschriften
| Vorlesung | Datum | Mitschrift |
|---|---|---|
| Einleitendes | 19.04.2017 | farbig , schwarzweiss |
| von Neumann Vollständigkeitsbeweis | 28.04.2017 | link |
| von Neumann Beweis II. Auf dem Weg zur Bellschen Ungleichung. | 03.05.2017 | farbig , schwarzweiss |
| Bellsche Ungleichung. | 10.05.2017 | farbig , schwarzweiss |
| Bellsche Ungleichung II: B-CHSH Verallgemeinerung. | 17.05.2017 | farbig , schwarzweiss |
| Loopholes und Quantenkryptographie | 24.05.2017 | farbig , schwarzweiss |
| Aharonov-Bohm-Effekt. Lehrbuchrechnung. | 31.05.2017 | farbig , schwarzweiss |
| Aharonov-Bohm-Effekt II. Originalrechnung. | 14.06.2017 | farbig , schwarzweiss |
| Berry's Phase. Adiabatische geometrische Phasen. | 21.06.2017 | farbig , schwarzweiss |
| Casimir Effekt: Regularisierung. | 28.06.2017 | farbig , schwarzweiss |
| Casimir Effekt II. Piston-Rechnung. | 05.07.2017 | farbig , schwarzweiss |
| Hanbury Brown-Twiss Effekt. | 12.07.2017 | farbig , schwarzweiss |