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Umweltbedingte Dekohärenz

Umweltbedingte Dekohärenz. 1. Einleitung Väter der Dekohärenz : Z eh, Z eilinger und Z ureck Schlüsselbegriffe: Statistische Theorie und Wahrscheinlichkeiten, Superposition und Interferenz, Dekohärenz Kohärenz: Das gewöhnliche Doppelspaltexperiment Anordnung

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Umweltbedingte Dekohärenz

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Presentation Transcript

  1. Umweltbedingte Dekohärenz 1. Einleitung Väter der Dekohärenz: Zeh, Zeilinger und Zureck Schlüsselbegriffe: Statistische Theorie und Wahrscheinlichkeiten, Superposition und Interferenz, Dekohärenz • Kohärenz: Das gewöhnliche Doppelspaltexperiment Anordnung Berechnung der Interferenz Experiment mit einzelnen Teilchen 3. Dekohärenz durch Wechselwirkung mit der Umwelt Anordnung: Fullerene und das Füllgas Rechnung: Verschränkung und Gemisch Berechnung der Interferenz Abhängigkeit des Interferenzmusters vom Gasdruck Lokalisierung, Meßprozess und Quantenradierer, 4. Dekohärenz ist Gift für Quantenphänomene Dekohärenzzeiten

  2. Dieter Zeh (*1932) Heidelberg Wojciech Zurek (*1951) Los Alamos, USA Anton Zeilinger (*1945) Wien Feynman (1965): The double slit „has in ittheheartofquantummechanics. In realityitcontainstheonlymystery.“ Dazu Zeilinger (1999): „Entangledstates […] implythattherearefurthermysteries.“

  3. L1 >Fullerene > d d L2 4800 300 Ein Spalt 1200 Bei Zeilingers Dekohärenz Experiment: Der Strahl besteht aus Fullerenen C70 mit einem Durchmesser von ca. 1 nm Abstand Spaltebene zu Detektorebene L = 0,22 m Abstand der Spalte d = 0,99 mm, Spaltöffnung a = 0,48 mm, Geschwindigkeit der Fullerene: 106 m/s; Wellenlänge l = 4.46 pm Füllgase: Methan, Ne, Xe, Luft….

  4. Hornberger et al. PRL 90 (2003): CollisionalDecoherence in Matter Wave Interferometry

  5. Dekohärenz-Zeiten ( in sec ) für zwei verschiedene Quantensysteme und fünf verschiedene Umgebungen. Die charakteristische Länge d (Spaltabstand) ist zu d = 1 mm angenommen. (Aus Giulini et.al.: Decoherence and the Appearance of a Classical World in Quantum Theory, S. 58)

  6. Vor dem Stoß: yk(x) = exp(i k∙x) vor den Spalten yk(x) = exp(ikL1)/L1 + exp(ikL2)/L2 hinter den Spalten  mit L1 = |x - x1| , L2 = |x - x2| Wahrscheinlichkeitsverteilung: W(z) = 1 + cos( k∙d∙z/L) Nach dem Stoß: yk+q(x) = exp(i(k+q)∙x) vor den Spalten yk+q(x) = exp(i|k+q|L1)/L1 + exp(iqd)∙exp(i|k+q|L2)/L2 hinter den Spalten Wahrscheinlichkeitsverteilung: W(z) = 1 + cos( k∙d∙z/L + qd) Gemittelte Verteilung: <W(z)> = 1 + exp[-<q²>∙d²/2] ∙cos( k∙d∙z/L ),

  7. Eine Skifahrerin entgeht einem Zusammenstoß mithilfe der Quantenphysik.

  8. Dekohärenz-Zeiten ( in sec ) für zwei verschiedene Quantensysteme und fünf verschiedene Umgebungen. Die charakteristische Länge d (Spaltabstand) ist zu 10-2 cm angenommen. (Aus Giulini et.al.: Decoherence and the Appearance of a Classical World in Quantum Theory, S. 57)

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