kvanteoptik

Kvanteoptik. Ifølge kvantemekanikken kan man ikke måle en partikels position og hastighed samtidig. Kan det alligevel tænkes, at partiklen har en bestemt position og en bestemt hastighed, der blot er umålelige? Spørgsmålet fik aktualitet med det såkaldte EPR-tanke-eksperiment (fremsat 1935 af Einstein, B. Podolsky og N. Rosen). Her betragtede man to partikler, der vekselvirker og derefter adskilles. Hvis ikke hver af partiklerne tillægges bestemte positioner og hastigheder, forudsiger kvantemekanikken, at en måling på den ene partikel påvirker den andens tilstand med det samme, uanset hvor langt væk de er fra hinanden. Denne "spøgelsesagtige fjernvirkning", der udbreder sig hurtigere end lyset og dermed tilsyneladende bryder med relativitetsteorien, fik Einstein til at konkludere, at kvantemekanikken var ufuldstændig: Den kan ikke beskrive alle aspekter af virkeligheden (den samtidig eksisterende hastighed og position af en partikel).

.

Kvanteoptik, forskningsområde, der især beskæftiger sig med kvantemekaniske egenskaber af lys. I den klassiske fysik er lys elektromagnetiske bølger, men ifølge kvanteteorien optræder energien af en lysbølge kun i hele multipla af hν, hvor h er Plancks konstant, og ν er lysbølgens frekvens. Et lyskvant med denne energi betegnes en foton, og det opfører sig i visse forhold mere som en partikel end som en bølge.

Fotonbegrebet blev tidligt udnyttet af Albert Einstein og Niels Bohr til at forklare vekselvirkningen mellem lys og atomer, men det er først siden 1960'erne efter udviklingen af laserteknologi og især den ulineære optik, at lysets kvantestruktur er blevet direkte observerbar.

Spørgsmål om kvantemekanikkens fortolkning og grundlag er blevet gjort til genstand for eksperimentelle undersøgelser i kvanteoptikken. Lys i specielle kvantemekaniske tilstande kan have egenskaber, som ikke findes i den klassiske fysik. Det har ført til nye fysiske målemetoder og til forslag om nye principper for bl.a. optisk kommunikation.

Kvanteoptikken beskæftiger sig også med studiet af kvanteeffekter i atomer og ioner, hvor lys ofte spiller en vigtig rolle, se fx laserkøling.

Kommentarer

Din kommentar publiceres her. Redaktionen svarer, når den kan.

Du skal være logget ind for at kommentere.

eller registrer dig