Materiewellen

Materiewellen
Die Schrödingergleichung
Wellenpakete (1)
Wellenpakete (2)
Heisenberg’sche
Unschärferelation
1
2
=
∆x ⋅ ∆p ≥
2
∆x ⋅ ∆k ≥
Mach-Zehnder Interferometer
Die oberen und unteren
Pfade haben die gleiche
optische Weglänge !
Frage: Wo kommt das Licht raus ?
i)
ii)
iii)
iv)
Detektor c
Detektor d
Detektor b
Detektor c und d
Davisson-Germer Experiment (1927)
deBroglie Wellenlängen verschiedener Objekte
Was interferiert bei Materiewellen ?
Doppelspaltexperiment mit Atomen
Änderung des Interferenzmusters mit
der Geschwindigkeit der Atome
Bildmaterial Christian Kurtsiefer
Einzelne Atome im Doppelspaltexperiment
θ Diffraction =
λdB
Count Rate
Atomstrahl Beugung
d grating
Folien von Alexander Cronin (U Arizona) und David Pritchard (MIT)!
Gitter für Materiewellen
Front View
Support
bars
Period = 100 nm
Material:
silicon nitride
Contrast vs. Separation (d)
Each atom scatters:
Each atom scatters:
Interferenz von C60 Materiewellen
Atom Interferometer
Ψ =e
2
i ( ky − wt )
( Upper
+ Lower e
ik g x
)
Flux = Ψ = U U + L L + 2 U L cos(ik g x)
Second Grating
Optical
Grating
Atom Interferometer
Objective: Pioneer new
techniques using matter-wave
interference to make precision
measurements.
• Study quantum decoherence,
• Matter-wave index of refraction,
• Atomic polarizability.
Approach: 3 nano-fabricated
diffraction gratings.
• Mach-Zhender interferometer for
atom-waves..
Interferometer Performance:
• Up to 50% contrast.
• Small phase drift (< 2 rad / hr).
• Layout is easily changed for
new experiments.
• Macroscopic (100 µm) path separation.