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Lexikon der Optik: squeezed state

squeezed state (engl., "Quetschzustand"), ein spezieller nichtklassischer Zustand des Strahlungsfeldes. Nach der Quantentheorie ist die elektrische Feldstärke auch dann nicht gleich Null, wenn (mit Sicherheit) keine Photonen vorhanden sind (Vakuumzustand). Vielmehr treten zufällige Schwankungen der elektrischen Feldstärke um den Mittelwert Null auf, die als Vakuumfluktuationen bezeichnet werden. Zerlegt man die elektrische Feldstärke einer monochromatischen laufenden ebenen Welle gemäß der Beziehung


wobei E0 einen Normierungsfaktor, ν die Frequenz und k den Ausbreitungsvektor bezeichnen, in einen mit einer gedachten Referenzwelle in Phase befindlichen und einen in der Phase um π/2 verschobenen Anteil, so schwanken die – als Quadraturkomponenten des Feldes bezeichneten – (reellen) Amplituden X1 und X2 im Vakuumzustand gleich stark. Das gleiche gilt für die sogenannten Glauber-Zustände, die den klassischen Wellen definierter Phase und Amplitude korrespondieren. Theoretisch sind solche quantenmechanische Zustände des Strahlungsfeldes denkbar, bei denen diese Symmetrie aufgehoben ist und die mittlere quadratische Streuung der einen Amplitude kleiner ist als der Vakuumwert. Diese Verringerung der Streuung, in der englischen Literatur als squeezing ("Quetschung") bezeichnet, wird nach der Quantenmechanik notwendig mit einer entsprechenden Vergrößerung der Streuung der anderen Amplitude erkauft. Derartige "gequetschte Zustände" lassen sich tatsächlich auch experimentell mit Methoden der nichtlinearen Optik verwirklichen. Erstmals ist dies R.E. Slusher und Mitarbeitern 1985 unter Ausnutzung einer Vierwellenwechselwirkung, mit Natrium-Dampf als nichtlinearem Medium, in einem optischen Resonator gelungen. Als effektiver hat sich die entartete parametrische Verstärkung (bei der also Signal- und Idlerwelle zusammenfallen) erwiesen. Meist strahlt man gar keine Signalwelle ein, läßt also den Verstärkungsvorgang mit parametrischer Fluoreszenz beginnen. Für das so erzeugte Feld hat sich die etwas irreführende Bezeichnung "gequetschtes Vakuum" eingebürgert.

  • Die Autoren
Roland Barth, Jena
Dr. Artur Bärwolff, Berlin
Dr. Lothar Bauch, Frankfurt / Oder
Hans G. Beck, Jena
Joachim Bergner, Jena
Dr. Andreas Berke, Köln
Dr. Hermann Besen, Jena
Prof. Dr. Jürgen Beuthan, Berlin
Dr. Andreas Bode, Planegg
Prof. Dr. Joachim Bohm, Berlin
Prof. Dr. Witlof Brunner, Zeuthen
Dr. Eberhard Dietzsch, Jena
Kurt Enz, Berlin
Prof. Joachim Epperlein, Wilkau-Haßlau
Prof. Dr. Heinz Falk, Kleve
Dr. Wieland Feist, Jena
Dr. Peter Fichtner, Jena
Dr. Ficker, Karlsfeld
Dr. Peter Glas, Berlin
Dr. Hartmut Gunkel, Berlin
Dr. Reiner Güther, Berlin
Dr. Volker Guyenot, Jena
Dr. Hacker, Jena
Dipl.-Phys. Jürgen Heise, Jena
Dr. Erwin Hoffmann, Berlin (Adlershof)
Dr. Kuno Hoffmann, Berlin
Prof. Dr. Christian Hofmann, Jena
Wolfgang Högner, Tautenburg
Dipl.-Ing. Richard Hummel, Radebeul
Dr. Hans-Jürgen Jüpner, Berlin
Prof. Dr. W. Karthe, Jena
Dr. Siegfried Kessler, Jena
Dr. Horst König, Berlin
Prof. Dr. Sigurd Kusch, Berlin
Dr. Heiner Lammert, Mahlau
Dr. Albrecht Lau, Berlin
Dr. Kurt Lenz, Berlin
Dr. Christoph Ludwig, Hermsdorf (Thüringen)
Rolf Märtin, Jena
Ulrich Maxam, Rostock
Olaf Minet, Berlin
Dr. Robert Müller, Berlin
Prof. Dr. Gerhard Müller, Berlin
Günter Osten, Jena
Prof. Dr. Harry Paul, Zeuthen
Prof. Dr. Wolfgang Radloff, Berlin
Prof Dr. Karl Regensburger, Dresden
Dr. Werner Reichel, Jena
Rolf Riekher, Berlin
Dr. Horst Riesenberg, Jena
Dr. Rolf Röseler, Berlin
Günther Schmuhl, Rathenow
Dr. Günter Schulz, Berlin
Prof. Dr. Johannes Schwider, Erlangen
Dr. Reiner Spolaczyk, Hamburg
Prof. Dr. Peter Süptitz, Berlin
Dr. Johannes Tilch, Berlin (Adlershof)
Dr. Joachim Tilgner, Berlin
Dr. Joachim Träger, Berlin (Waldesruh)
Dr. Bernd Weidner, Berlin
Ernst Werner, Jena
Prof. Dr. Ludwig Wieczorek, Berlin
Wolfgang Wilhelmi, Berlin
Olaf Ziemann, Berlin


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