Definition und Diskussion der statistischen Ensembles

V. Fock

Reiner M. Dreizler, Cora S. Lüdde

J. Zittartz

Niels Henrik David Bohr

Im Hinblick auf die Diskussion betreffend erkenntnistheoretische Probleme in der Quantenphysik wird zunächst an die Hauptzüge der Entwicklung der klassischen Physik kurz erinnert, wobei Nachdruck auf die Begriffe Objektivität, Determinismus und Relativität gelegt wird. Hiernach wird betont, daß die Quantenphysik, trotz ihres statistischen Charakters, die Forderungen an Objektivität und Vollständigkeit erfüllt, und in dieser Verbindung wird auf die Notwendigkeit hingewiesen, bei der Beschreibung der unteilbaren Quantenphänomene eine prinzipielle Unterscheidung zwischen den Meßgeräten und den zu untersuchenden Objekten zu machen. Im besonderen wird hervorgehoben, daß der Begriff Komplementarität die logische Situation innerhalb dieses Forschungsgebietes unmittelbar ausdrückt und als eine Verallgemeinerung des Kausalitätsprinzips aufzufassen ist. Zum Schluß wird angedeutet, daß die Ganzheitszüge in der Biologie, der Psychologie und der Soziologie auch eine komplementäre Beschreibungsweise verlangen.

Wolfgang Cassing

Ute Ebert

Den Bonner Physikern ist es außerdem gelungen, den Reservoirtyp und damit die Ensemblebedingungen gezielt zu verändern: Zum einen ist die Zahl der Farbstoffmoleküle variierbar.Zum anderen lässt sich über die chemische Zusammensetzung der Moleküle deren Anregungsfrequenz gegenüber der Frequenz der Kavi tätsmode verschieben, was die Kopplung des Photonengases an das Teilchenreservoir beeinflusst.Diese beiden Kontrollparameter erlauben es, die effektive Größe des Teilchenreservoirs um etwa drei Gr ößenordnungen zu modifizieren.Ist das Teilchenreservoir klein ge-nug, verschwinden schließlich die relativen Fluktuationen der Kondensatteilchenzahl δN0 /N0 sogar, was dem kanonischen Ensemble entspricht (Abb.b).Die gemessene Photonenstatistik beim kontinuierlichen Übergang zwischen großkanonischem und kanonischem Ensemble lässt sich mit Hilfe eines einfachen statistischen Modells sogar quantitativ verstehen [8].Damit ist es erstmalig gelungen, einen vom Ensemble abhängigen statistischen Effekt in einem Bose-Einstein-Kondensat experimentell zu detektieren.In Zukunft wird zu untersuchen sein, inwieweit ein solches gezieltes Reservoirdesign auch bei anderen Bose-Einstein-Kondensaten möglich ist.