�ber die Wahrscheinlichkeit des Zusammenwirkens zweier Lichtquanten in einem Elementarakt

Enrico Fermi

R. Frisch, E. Segr�

Maria Goeppert-Mayer

mit xwei QuantemspWwgem Von M a r i a G 6 p p e r t -M a y e r(GSttinger Dissertation) (Mit 5 Figured Einleitung Der erste Teil dieser Srbeit beschiiftigt sich mit dem Zusammenwirken zweier Lichtquanten in einem Elementarakt.Nit Hilfe der Diracschen Dispersionstheorie l) wird die Wahrscheinlichkeit eines dem Ramaneffekt analogen Prozesses, namlich der Simultanemission zweier Lichtquanten, berechnet.Es zeigt sich, daB eine Wahrscheinlichkeit dafiir besteht, daS ein angeregtes Atom seine Anregungsenergie in zwei Lichtquanten aufteilt, deren Energien in Suinme die Anregungsenergie ergeben, aber sonst beliebig sind.Fallt auf das Atom Licht, dessen Frequenz kleiner ist, als die entsprechende Eigenfrequenz des Atoms, so tritt auBerdein noch eine erzwungene Doppelemission hinzu, bei der das Atom seine Energie in ein Lichtquant der eingesandten und eins der Differenzfrequenz aufteilt.K r a m e r s und Heisenberg2) haben die Wa.hrscheinlichkeit dieses letzteren Prozesses korrespondenzmaBig berechnet.buBerdem wird die Umkehrung dieses Prozesses betrachtet, namlich der Fall, daB zwei Lichtquanten, deren Frequenzsumme gleich der Anregungsfreqnenz des Atoms ist, zusammenwirken, urn das Atom anzuregen.Ferner wird untersucht, wie sich ein Atom gegeniiber stoflenden Teilchen verhalten kann, wenn es gleichzeitig die Moglichkeit hat, spontan Licht zu emittieren.0 1 d e n b e r g 3, findet experimentell cine Verbreiterung der Resonanzlinie des Quecksilbers, wenn er die angeregten Atome vielfach mit lang-1) 1'.

T. E. Phipps, Otto Stern

Wolfgang Radloff

Die Basis für die Entwicklung des Lasers bildete die Erkenntnis Einsteins aus dem Jahre 1917, dass angeregte Atome neben der spontanen Emission von Lichtquanten – die allen bis dahin bekannten „natürlichen“ Lichtquellen zugrunde liegt – auch eine stimulierte Emission aufweisen, die durch ein schon vorhandenes Strahlungsfeld induziert wird. Ganz analog wie bei der Absorption von Licht die Zahl der absorbierten Lichtquanten der Intensität der eingestrahlten Welle proportional ist, wächst auch die stimulierte Emission mit der Stärke des vorhandenen Strahlungsfeldes. Im ersteren Fall erfahren die Atome den Übergang von einem tieferen zu einem höheren Energiezustand, denn bei der Absorption nehmen sie ja die Energie eines Lichtquants auf. Im zweiten Fall „springen“ sie durch Abgabe des induzierten Quants von einem höheren in einen tieferen Energiezustand. Geht man in beiden Fällen von einem identischen Lichtfeld aus, stimmt die Wahrscheinlichkeit für beide Prozesse überein. Da nun aber in einem Ensemble vieler Atome im „Normalfall“ des thermischen Gleichgewichts mehr Atome in unteren als in höheren Zuständen vorliegen, überwiegt immer die Absorption, und die stimulierte Emission wird gar nicht bemerkt.

Malte Henkel

Auf einem halboffenen Gitter der Länge N wird wird die exakte Zeit-Raum-Korrelationsfunktion des eindimensionalen Glauber-Ising-Modells ermittelt, das auf die Temperatur T = 0 abgeschreckt wurde. Dies ermöglicht es auch, die exakte Wahrscheinlichkeit für leere Intervalle des dualen 1D-Koagulations-Diffusions-Prozesses auf einem periodischen endlichen Ring abzuleiten und den bekannten Langzeitabfall der Teilchenkonzentration zu reproduzieren. Diese Ergebnisse stimmen mit den allgemeinen Erwartungen der dynamischen Skalentheorie für endliche Systeme überein.