Challenges
Datasets
Workspaces
Papers
Discussions
Leaderboard
Log inSign up
Challenges
Datasets
Workspaces
Papers
Discussions
Leaderboard
Blog
Job Board
Q3AS

© 2026 Aqora Quantum S.A.S.

TermsPrivacyLegal Notice

Physik in unserer Zeit

Licht‐Materie‐Wechselwirkung: Quantenlicht‐getriebene Starkfeldphysik

Jonathan Pölloth, Jonas Heimerl, Andrei Rasputnyi, Maria V. Chekhova, Peter Hommelhoff

Published Mar 1, 2026• 0 citations
Publisher

Abstract

Die Starkfeldphysik untersucht die Interaktion von intensivem Licht mit Materie. Während für entsprechende Experimente bisher praktisch ausschließlich klassisches Laserlicht verwendet wurde, haben wir mit Hilfe von Wolframspitzen untersucht, wie sich Starkfeld‐Phänomene verhalten, wenn stattdessen intensives Quantenlicht als Treiber verwendet wird.

DOI
10.1002/piuz.70053

Related papers

Optik

Die Optik ist die Lehre vom Licht, seiner Ausbreitung, dem Aufbau optischer Instrumente und allen den Erscheinungen, die mit dem Auge wahrgenommen werden können. Heute wird zwischen der klassischen Optik und der Quantenoptik unterschieden. In der klassischen Optik wird das Licht als Welle verstanden. Seit Beginn dieses Jahrhunderts sind allerdings viele Experimente durchgeführt worden, deren Deutung nicht im Rahmen der Wellentheorie möglich ist. Zur Erklärung muß angenommen werden, daß das Licht sich wie ein Teilchen, als Korpuskel, dem sogenannten Lichtquant, verhält. Dieses Bild ist immer dann anzuwenden, wenn Licht mit Materie in Wechselwirkung tritt, also zum Beispiel bei der Absorption und Emission, aber auch bei der Streuung von Licht.

Vieweg+Teubner eBooks•Jan 1, 2007•0 citations

Landau-Zener-Tunneln von Atomen in beschleunigten Lichtfeldern

Gerd Koboldt

In dieser Arbeit haben wir das Verhalten von Atomen in beschleunigten Lichtfeldern untersucht. Dabei ging es vor allem darum, bereits durchgeführte Experimente zu verstehen. Die Wechselwirkung zwischen Licht und Atomen kann durch eine Dipolwechselwirkung beschrieben werden. Die Dynamik der Atome in einem beschleunigten periodischen Potential ist geprägt durch die Bewegung der Atome durch das periodische Bandspektrum. Die Dauer zum Durchlaufen einer Periode wird Blochperiode genannt und ist proportional zur inversen Beschleunigung. Die Beschleunigung bewirkt eine Kopplung der Bänder, so dass es zusätzlich zu Übergängen zwischen den Bändern kommt. Es reicht aus, sich die Übergänge ausschließlich an den Stellen des geringsten Bandabstandes vorzustellen. Solche Übergänge zwischen den Bändern werden Landau-Zener-Tunneln genannt. Numerische Untersuchungen zeigen, dass die Landau-Zener-Rate nur das mittlere Verhalten richtig beschreibt. Ein Modell, in dem Interferenzen zwischen verschiedenen Landau-Zener-Übergängen berücksichtigt werden, kann den V erlauf der Tunnelrate als Funktion der Beschleunigung richtig wiedergeben. Daneben haben wir die Zeitabhängigkeit der Aufenthaltswahrscheinlichkeit der Atome im untersten Band für eine gegebene Beschleunigung des Lichtfeldes untersucht. Hier zeigt sic h für lange Zeiten ein exponentielles Zerfallsgesetz. Die Zerfallskonstante ist dabei durch die Tunnelrate bestimmt. Für kurze Zeiten hingegen findet man ein kohärentes Verhalten. Die Kohärenzzeit ist dabei von der gleichen Größenordnung wie die Blochperiode. Ein weiterer Punkt unserer Betrachtungen war das Verhalten von Bose-Kondensaten in Lichtfeldern. Anders als bei den Atomen werden die Bose-Kondensate in Fallen erzeugt. Daneben weisen sie noch eine Wechselwirkung zwischen den Atomen auf. Hier ging es erst einmal darum, den Grundzustand des Kondensates in einem Potential, bestehend aus Falle und Lichtfeld zu, bestimmen. Wenn die typische Längenskala des Lichtpotentials viel kleiner als die des Fallenpotentials ist, so kann der Grundzustand mit Hilfe einer Einhüllenden beschrieben werden, die durch eine periodische Funktion moduliert wird. Die Form der Einhüllenden wird dabei ausschließlich von der Falle bestimmt, während die periodische Funktion durch eine Eigenfunktion des periodischen Potentials dargestellt werden kann. Außerdem haben wir noch das Verhalten der Bose-Kondensate in Fallen bei einem zusätzlichen zeitabhängigen periodischen Potential mit numerischen Methoden untersucht.

•Jul 10, 2000•0 citations

Beschreibung einiger einfachen und leicht zu behandelnden Vorrichtungen zur Anstellung der Licht‐Interferenz‐Versuche

Georg Simon Ohm

Annalen der Physik•Jan 1, 1840•0 citations

Wechselwirkung von Strahlung mit Materie: Quantenoptik

Michael Vollmer

Springer eBooks•Jan 1, 2024•0 citations

Interferenz

Joachim Grehn

In Kapitel 7 wurde das Verhalten von Wellen untersucht. Es sollte geprüft werden, ob man mit ihnen die gewöhnlichen Eigenschaften des Lichts erklären kann. Wir wußten bereits, in welcher Weise Licht von einem Spiegel reflektiert wird, und fanden nun heraus, daß die Wellen nach eben demselben Gesetz zurückgeworfen werden. Wir hatten weiterhin untersucht, wie das Licht gebrochen wird, wenn es von einem Medium in ein anderes tritt. Dabei entdeckten wir, daß die Brechung der Wellen dem gleichen Gesetz wie die Brechung des Lichts genügt.

Vieweg+Teubner eBooks•Jan 1, 1968•0 citations

Vier mehrjährige EG‐Forschungsprogramme

Quantengesetze sind das .Primare; erst als eine Folgerung davon gibt es im physikalischen Wellenfeld auch die Teilchen, die Korpuskeln.Fur mein eigenes privates Denken habe ich diese Erkenntnis gern in der scherzhaften Ungleichung ,,Planck groi3er als Demokrit" ausgedruckt: Die Atomistik der Materie ist nur ein besonderer Ausflui3 der von Planck entdeckten Unstetigkeit des physikalischen Feingeschehens.

Physikalische Blätter•Dec 1, 1975•1 citation
Die Starkfeldphysik untersucht die Interaktion von intensivem Licht mit Materie. Während für entsprechende Experimente bisher praktisch ausschließlich klassisches Laserlicht verwendet wurde, haben wir mit Hilfe von Wolframspitzen untersucht, wie sich Starkfeld‐Phänomene verhalten, wenn stattdessen intensives Quantenlicht als Treiber verwendet wird.
Die Optik ist die Lehre vom Licht, seiner Ausbreitung, dem Aufbau optischer Instrumente und allen den Erscheinungen, die mit dem Auge wahrgenommen werden können. Heute wird zwischen der klassischen Optik und der Quantenoptik unterschieden. In der klassischen Optik wird das Licht als Welle verstanden. Seit Beginn dieses Jahrhunderts sind allerdings viele Experimente durchgeführt worden, deren Deutung nicht im Rahmen der Wellentheorie möglich ist. Zur Erklärung muß angenommen werden, daß das Licht sich wie ein Teilchen, als Korpuskel, dem sogenannten Lichtquant, verhält. Dieses Bild ist immer dann anzuwenden, wenn Licht mit Materie in Wechselwirkung tritt, also zum Beispiel bei der Absorption und Emission, aber auch bei der Streuung von Licht.
In dieser Arbeit haben wir das Verhalten von Atomen in beschleunigten Lichtfeldern untersucht. Dabei ging es vor allem darum, bereits durchgeführte Experimente zu verstehen. Die Wechselwirkung zwischen Licht und Atomen kann durch eine Dipolwechselwirkung beschrieben werden. Die Dynamik der Atome in einem beschleunigten periodischen Potential ist geprägt durch die Bewegung der Atome durch das periodische Bandspektrum. Die Dauer zum Durchlaufen einer Periode wird Blochperiode genannt und ist proportional zur inversen Beschleunigung. Die Beschleunigung bewirkt eine Kopplung der Bänder, so dass es zusätzlich zu Übergängen zwischen den Bändern kommt. Es reicht aus, sich die Übergänge ausschließlich an den Stellen des geringsten Bandabstandes vorzustellen. Solche Übergänge zwischen den Bändern werden Landau-Zener-Tunneln genannt. Numerische Untersuchungen zeigen, dass die Landau-Zener-Rate nur das mittlere Verhalten richtig beschreibt. Ein Modell, in dem Interferenzen zwischen verschiedenen Landau-Zener-Übergängen berücksichtigt werden, kann den V erlauf der Tunnelrate als Funktion der Beschleunigung richtig wiedergeben. Daneben haben wir die Zeitabhängigkeit der Aufenthaltswahrscheinlichkeit der Atome im untersten Band für eine gegebene Beschleunigung des Lichtfeldes untersucht. Hier zeigt sic h für lange Zeiten ein exponentielles Zerfallsgesetz. Die Zerfallskonstante ist dabei durch die Tunnelrate bestimmt. Für kurze Zeiten hingegen findet man ein kohärentes Verhalten. Die Kohärenzzeit ist dabei von der gleichen Größenordnung wie die Blochperiode. Ein weiterer Punkt unserer Betrachtungen war das Verhalten von Bose-Kondensaten in Lichtfeldern. Anders als bei den Atomen werden die Bose-Kondensate in Fallen erzeugt. Daneben weisen sie noch eine Wechselwirkung zwischen den Atomen auf. Hier ging es erst einmal darum, den Grundzustand des Kondensates in einem Potential, bestehend aus Falle und Lichtfeld zu, bestimmen. Wenn die typische Längenskala des Lichtpotentials viel kleiner als die des Fallenpotentials ist, so kann der Grundzustand mit Hilfe einer Einhüllenden beschrieben werden, die durch eine periodische Funktion moduliert wird. Die Form der Einhüllenden wird dabei ausschließlich von der Falle bestimmt, während die periodische Funktion durch eine Eigenfunktion des periodischen Potentials dargestellt werden kann. Außerdem haben wir noch das Verhalten der Bose-Kondensate in Fallen bei einem zusätzlichen zeitabhängigen periodischen Potential mit numerischen Methoden untersucht.
In Kapitel 7 wurde das Verhalten von Wellen untersucht. Es sollte geprüft werden, ob man mit ihnen die gewöhnlichen Eigenschaften des Lichts erklären kann. Wir wußten bereits, in welcher Weise Licht von einem Spiegel reflektiert wird, und fanden nun heraus, daß die Wellen nach eben demselben Gesetz zurückgeworfen werden. Wir hatten weiterhin untersucht, wie das Licht gebrochen wird, wenn es von einem Medium in ein anderes tritt. Dabei entdeckten wir, daß die Brechung der Wellen dem gleichen Gesetz wie die Brechung des Lichts genügt.