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Kohärente StrahlungAls Kohärente Strahlung (engl.: coherent radiation) bezeichnet man in den Naturwissenschaften Elektromagnetische Wellen, die hinsichtlich ihrer räumlichen und zeitlichen Ausbreitung eine feste Phasenbeziehung haben. Dieses Konzept kann auch auf Teilchenströme wie beispielsweise auf einen Elektronenstrahl angewendet werden, da die Teilchen auch einen Wellencharakter haben. Es kann aber nicht auf einzelne Teilchen angewendet werden, da diese durch Wellenpakete repräsentiert werden. Laser und Maser, oder auch Synchrotrons erzeugen kohärente Strahlung. In der Praxis ist eine elektromagnetische Welle aber nur über eine begrenzte Distanz kohärent. Weiteres empfehlenswertes FachwissenBeschreibung im FockraumEin idealer kohärenter Zustand bei der quantenfeldtheoretischen Behandlung der Photonen, Elektronen, etc. ist stets eine Überlagerung von Zuständen verschiedener Teilchenzahl, er enthält sogar (verschwindend geringe) Anteile beliebig hoher Teilchenzahl. In Fock-Raum-Schreibweise (nach Wladimir Alexandrowitsch Fock) ergibt sich der kohärente Zustand als unendliche Linearkombination von Zuständen fester Teilchenzahl nach: Dabei ist α eine beliebige nichtverschwindende komplexe Zahl, die den kohärenten Zustand vollständig definiert. Die Wahrscheinlichkeit eine Besetzung von genau n Teilchen zu messen ist Die Verteilung entspricht also der Poisson-Verteilung. Demnach ist | α | 2 der Erwartungswert der Besetzungszahl des kohärenten Zustandes. Der kohärente Zustand kann auf einfache Weise durch Anwendung eines unitären "Verschiebungsoperators" D(α) aus dem unbesetzten Zustand des Systems erzeugt werden: Dabei sind und die Auf- bzw. Absteigeoperatoren des Zustandes. EigenschaftenWichtige Eigenschaften eines kohärenten Zustandes sind:
In der Quantenelektrodynamik ist der kohärente Zustand ein Eigenzustand des Operators des Vektorfeldes (oder, gleichbedeutend, des elektrischen Feldes ). In einem kohärenten Zustand verschwinden also die Quantenfluktuationen des elektrischen Feldes. GeschichteDer o.g. kohärente Zustand wurde von Erwin Schrödinger entdeckt als dieser nach einem Zustand des quantenmechanischen harmonischen Oszillators suchte, der dem des klassischen harmonischen Oszillators entspricht und von Roy J. Glauber auf den Fockraum übertragen. Der kohärente Zustand entspricht demnach einem gaußschen Wellenpaket das im harmonischen Potential hin- und herläuft ohne Orts- oder Impulsunschärfe zu verändern. Siehe auch: Kohärenz |
Dieser Artikel basiert auf dem Artikel Kohärente_Strahlung aus der freien Enzyklopädie Wikipedia und steht unter der GNU-Lizenz für freie Dokumentation. In der Wikipedia ist eine Liste der Autoren verfügbar. |