Betreffs Nachweis der M�glichkeit des Impulses- und Energieaustausches zwischen Lichtquanten

Theo Mayer-Kuckuk

Bevor wir uns mit dem Verhalten komplizierter Atome auseinandersetzen, müssen wir uns noch mit den Eigenschaften der Lichtquanten und dem Emissionsprozeß befassen. Dann können wir die charakteristischen Auswahlregeln verstehen, die bei den Spektral-übergangen gelten. Eine tiefergehende theoretische Beschreibung der Wechselwirkung zwischen Atomen und Quanten würde wiederum die Hilfsmittel der Quantenelektrodynamik erfordern, auf die wir hier verzichten müssen. Wir wollen uns daher in diesem und dem nächsten Abschnitt vor allem an die experimentellen Befunde halten, um die wichtigsten Eigenschaften der Lichtquanten kennenzulernen. In Abschn. 6.3 folgt dann eine quantenmechanische Behandlung des Emissionsprozesses für Dipolstrahlung.

Richard D. Kleeman

Maria G�ppert

Theo Mayer-Kuckuk

Bevor wir uns mit dem Verhalten komplizierter Atome auseinandersetzen, müssen wir uns noch mit den Eigenschaften der Lichtquanten und dem Emissionsprozeß befassen. Dann können wir die charakteristischen Auswahlregeln verstehen, die bei den Spektral-übergangen gelten. Eine tiefergehende theoretische Beschreibung der Wechselwirkung zwischen Atomen und Quanten würde wiederum die Hilfsmittel der Quantenelektrodynamik erfordern, auf die wir hier verzichten müssen. Wir wollen uns daher in diesem und dem nächsten Abschnitt vor allem an die experimentellen Befunde halten, um die wichtigsten Eigenschaften der Lichtquanten kennenzulernen. In Abschn. 6.3 folgt dann eine quantenmechanische Behandlung des Emissionsprozesses für Dipolstrahlung. Wir greifen jetzt zunächst der späteren Behandlung von Mehrelektronenatomen etwas vor und werfen einen Blick auf das Termschema des Lithiums, das wir qualitativ sofort verstehen können (Fig. 52). Im Prinzip ist es dem des Wasserstoffs sehr ähnlich. Während jedoch beim Wasserstoff, abgesehen von der sehr kleinen Feinstruktur, alle Niveaus zur gleichen Hauptquantenzahl n entartet sind (Fig. 28) — wie wir gesehen haben als Folge des reinen Coulomb-Potentials — ist dies bei Lithium nicht mehr der Fall. Wir können das Termschema folgendermaßen verstehen. Der ls-Zustand ist mit 2 Elektronen von antiparallelem Spin besetzt. Diese Konfiguration erfordert zum Aufbruch eine große Energie. Daher ist fir das Spektrum nur das dritte, äußere Elektron verantwortlich, das sich im 2s-Zustand befindet.

C. Skornia

Die Arbeit behandelt Quanteneffekte gespeicherter Ionen. Dabei werden zum einen Effekte behandelt, die aus der Wechselwirkung zwischen Ion und Lichtfeld enstehen, zum anderen aber auch Effekte, welche der Wechselwirkung mehererer Ionen enspringen. Bei den Effekten einzelner Ionen wird die Modifikation der Lamb-Shift unter modifizierten Randbedingungen untersucht, wobei eine theoretische Erweiterung zu den bisherigen Ansätzen gefunden wurde. Der Übergang zwischen Coherent-Population-Trapping und Autler-Townes- Splitting wird ebenso betrachtet, wobei eine scharfe mathematische zwischen den jeweiligen Regimes ermittelt werden konnte. Im weiteren Verlauf der Arbeit, werden Wechselwirkung zwischen 2 gespeicherten Ionen betrachtet. Es konnte gezeigt werden, dass zum Nachweis der Dipol-Dipol-Wechselwirkung die individuelles Detektion der Quantensprünge der einzelnen Ionen erforderlich ist. Jede andere Form der Detektion ist wegen des Quanten-Zeno-Effekts dafür nicht geeignet. Es konnten aber auch Quanteninterferenzen zwischen 2 nichtwechselwirkenden Ionen nachgewiesen werden, welche auf der Verschränkung der Ionen durch ein Messereignis beruhen. Diese manifestieren sich in den Photonenkorrelationsfunktionen des von den Ionen emittierten Lichts. Diese Betrachtungen werden auch auf Ionenketten äquidistanter Ionen ausgedehnt.

T. E. Phipps, Otto Stern