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Ausgewählte Probleme der Quantenmechanik

Ausgewählte Probleme der Quantenmechanik
Typ: Vorlesung (V)
Semester: WS 14/15
Ort:

Kleiner HS A

Zeit:

Di. 15:45 - 17:15, Do. 09:45 - 11:15 wöchentlich

Beginn: 21.10.2014
Dozent:

Prof. Dr. Gerd Schön

SWS: 3
LVNr.: 4023011

Literatur:

M. O. Scully, A. S. Zubairy, Quantum Optics (Cambridge University Press, United Kingdom, 1997)

W. P. Schleich, Quantum Optics in Phase Space (Wiley-VCH 2001)

H. J. Carmichael, Statistical Methods in Quantum Optics (Springer, 1999)

  

Inhalt:

I. Harmonischer Oszillator

  1. Fock Zustände
  2. Kohärente Zustände
  3. Squeezed States
  4. Zeitentwicklung eines Squeezed State
  5. Dichtematrix, P- und Q-Darstellung
  6. Wigner Funktion
  7. Getriebener Oszillator
  8. Das Strahlungsfeld, Quantisierung

II. Zweite Quantisierung

  1. Bosonen
  2. Fermionen
  3. Hamilton-Operator eines Festkörpers

III. Optische Interferometrie

  1. Photonennachweis und Korrelationsfunktionen
  2. Young'sches Doppelspaltexperiment
  3. Michelson Sterninterferometer
  4. Hanbury-Brown & Twiss Effekt
  5. Strahlteiler
  6. Homodyne Nachweis
  7. Hong, Ou, Mandel-Effekt

IV. 2-Niveau Systeme, Dekohärenz und Relaxation

  1. Klassisches Modell für Dämpfung (Oszillatorbad)
  2. Spindynamik, Larmor, Rabi
  3. Quantenmechanische 2-Niveau-Systeme, Doppelmuldenpotenzial, Josephson qubits
  4. Grundkonzepte eines Quantencomputers
  5. Dichtematrix des 2-Niveau-Systems
  6. Dekohärenz
  7. Relaxation
  8. Zusammenhang mit Rauschspektrum
  9. Lindblad-Form der Liouville-Gleichung

V. Dämpfung in der Quantenmechanik

  1. Bloch-Redfield-Theorie für Relaxation, Dephasierung, Strahlungsfeld
  2. Allgemeine Theorie der Kopplung von System und Reservoir

VI. Atom im quantenmechanischen Strahlungsfeld

  1. Wechselwirkung Atom-Strahlungsfeld
  2. Jaynes-Cummings-Modell, Vakuum Rabi Splitting
  3. Der Laser I, Heisenberg Bewegungsgleichungen
  4. Der Laser II, Dichtematrixbeschreibung
  5. Zeitabhängige Korrelationsfunktionen
  6. Jaynes-Cummings-Modell im dispersiven Regime
  7. Dark States und STIRAP

VII. Verschiedenes

  1. EPR Paradoxon
  2. Quantenteleportation
  3. Bell’sche Ungleichungen
  4. Berry-Phase