aktualisiertes pdf - DPG-Tagungen
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Q 40.8 Do 18:15 HS 204<br />
Investigation of photosynthetic processes by picosecond fluorescence<br />
spectroscopy — •Franz-Josef Schmitt 1 , Hans Joachim<br />
Eichler 1 , Hann-Jörg Eckert 2 , and Joachim Huyer 1 — 1 Optisches<br />
Institut - P 1-1, Technische Universität Berlin, Strasse des 17. Juni 135,<br />
D-10623 Berlin — 2 Max-Volmer-Laboratorium, Technische Universität<br />
Berlin, Strasse des 17. Juni 135, D-10623 Berlin<br />
The primary processes of photosynthesis in higher plants and<br />
Cyanobacteria start with the generation of excited states by light absorption<br />
within pigment-protein complexes forming the antenna system<br />
(mainly Chlorophyll molecules). The electronic excitation then migrates<br />
via singlet-singlet energy transfer to the reaction center where it induces<br />
Q 41 Quanteneffekte III<br />
a primary charge separation leading to a primary radical pair (P+A-<br />
). Information on these processes can be gathered from analyses of the<br />
dynamics and wavelength dependence of the emitted fluorescence. Both<br />
can be obtained in short acquisition times by using a novel single photon<br />
counting fluorometer system which permits to monitor simultaneously<br />
the time and wavelength dependence of the fluorescence emission. The<br />
key element of this equipment is a special microchannel-plate photomultiplier<br />
with delay-line anode. The data are recorded by a two-dimensional<br />
multi-channel-analyzer on the basis of a computer system. In this report<br />
we compare the time resolved fluorescence spectra of various photosynthetic<br />
organisms with different Chlororophyll types (Chl a, Chl b, Chl d)<br />
in the antenna system.<br />
Zeit: Donnerstag 16:30–18:30 Raum: HS 218<br />
Gruppenbericht Q 41.1 Do 16:30 HS 218<br />
Dynamical theory of Casimir-Polder forces on excited atoms<br />
— •Stefan Yoshi Buhmann 1 , Ho Trung Dung 1,2 , Dirk-Gunnar<br />
Welsch 1 , and Ludwig Knöll 1 — 1 Theoretisch-Physikalisches Institut,<br />
Friedrich-Schiller-Universität Jena, Max-Wien-Platz 1, 07743 Jena,<br />
Germany — 2 Institute of Physics, National Center for Sciences and Technology,<br />
1 Mac Dinh Chi Street, District 1, Ho Chi Minh city, Vietnam<br />
Based on macroscopic quantum electrodynamics, a dynamical theory<br />
of the Casimir-Polder force acting on an excited atomic system near<br />
an arbitrary arrangement of dispersing and absorbing magnetodielectric<br />
bodies is presented. It is shown that in the weak-coupling regime the<br />
total force as a function of time is a superposition of force components<br />
that are related to the atomic density matrix elements at chosen time.<br />
In particular, it is found that when the atomic system is initially prepared<br />
in a coherent superposition of energy eigenstates, then temporally<br />
oscillating force components are observed, which is in stark contrast to<br />
the case of incoherent state preparation. Finally, it is shown that even<br />
the Casimir-Polder force observed after de-excitation of the atomic system<br />
is not exactly derivable from a potential, because of the position<br />
dependence of the atomic polarizability.<br />
Q 41.2 Do 17:00 HS 218<br />
Resonante Photonenerzeugung in einer Kavität durch dynamischen<br />
Casimir-Effekt — •Michael Uhlmann, Günter Plunien<br />
und Gerhard Soff — Institut für Theoretische Physik, Technische<br />
Universität Dresden, Zellescher Weg 17, 01062 Dresden<br />
Der dynamische Casimir-Effekt beschreibt die Erzeugung von Teilchen<br />
(z.B. Photonen) aus dem Vakuum durch eine zeitabhängige Störung, z.B.<br />
innerhalb einer Kavität mit einem sich bewegenden Spiegel.<br />
In dieser Arbeit wird die Bewegung eines Spiegels durch eine dünne<br />
Schicht mit zeitabhängigem Brechungsindex (ɛ oder µ) simuliert. Das<br />
elektromagnetische Feld in der idealleitenden Kavität - beschrieben durch<br />
die makroskopischen Maxwell-Gleichungen - wird quantisiert und die resonante<br />
Teilchenproduktion im Rahmen der Rotating Wave Approximation<br />
(RWA) beschrieben. Es wird auf Unterschiede zwischen den beiden<br />
Polarisationen (TE- und TM-Moden), sowie verschiedene Dynamiken des<br />
Mediums eingegangen. Ziel ist die Beschreibung eines geplanten Experiments.<br />
Diese Arbeit wurde unterstützt von BMBF, GSI und DFG.<br />
Q 41.3 Do 17:15 HS 218<br />
Deterministic single photon pulses from an ion-cavity system<br />
— •Matthias Keller 1 , Birgit Lange 1 , Kazuhiro Hayasaka 2 ,<br />
Wolfgang Lange 1 , and Herbert Walther 1 — 1 Max-Planck-<br />
Institut für Quantenoptik, Garching, Germany — 2 Communications<br />
Research Laboratory, Kobe, Japan<br />
A single atom in a high-finesse optical cavity is an ideal source of single<br />
photons. Each photon is triggered by an external pump pulse and<br />
delivered to a well-defined output mode [1,2]. Completely deterministic<br />
output characteristics and a high cw-efficiency of the device require a<br />
continuous and controlled interaction between atom and field. We have<br />
met this condition by localizing a single 40 Ca + -ion in a small optical cavity.<br />
By means of laser Doppler-cooling, the position spread of the ion’s<br />
wavepacket along the cavity axis was reduced to 5% of the transition<br />
wavelength, so that the Lamb-Dicke regime is reached [3].<br />
The cavity is coupled to the transition from the excited P1/2 level to<br />
125<br />
the metastable state D3/2 in 40 Ca + at a wavelength of λ = 866nm. We<br />
generate single photons by driving a cavity assisted Raman transition between<br />
ground- and D-state. Mirrors with ultralow losses on the order of<br />
10 ppm ensure a high outcoupling efficiency. The system has the potential<br />
to generate other non-classical states of the electromagnetic field.<br />
[1] C.K.Law, H.J.Kimble, J. Mod. Opt. 44, 2067 (1997).<br />
[2] A.Kuhn, M.Hennrich, G.Rempe, Phys. Rev. Lett. 89, 67901 (2002).<br />
[3] G.R.Guthöhrlein, M.Keller, K.Hayasaka, W.Lange, and H.Walther,<br />
Nature 414, 49 (2001).<br />
Q 41.4 Do 17:30 HS 218<br />
Lebensdauer des metastabilen D5/2 Niveaus eines 40Ca + Ions bei<br />
Ankopplung an das Vakuumfeld in einem Resonator — •Axel<br />
Kreuter, Christoph Becher, Gavin Lancaster, Carlos Russo,<br />
Ferdinand Schmidt-Kaler und Rainer Blatt — Institut für<br />
Experimentalphysik, Universität Innsbruck, Austria<br />
Die natürliche Lebensdauer des D5/2 Niveaus von 40Ca + wurde an einem<br />
einzelnen gefangenen Ion mithilfe einer wechselwirkungsfreien Methode<br />
gemessen. Anders als bei der Quantensprung-Methode wird das Ion<br />
nicht kontinuierlich beobachtet, sondern der Zerfall nach einer wechselwirkungsfreien<br />
Wartezeit gemessen. Das Ergebnis τ=1160(14)ms stimmt<br />
innerhalb einer Standardabweichung mit dem genauesten veröffentlichten<br />
Wert überein. Diese Methode wurde dazu verwendet, die Verkürzung<br />
der Lebensdauer zu messen, die aus der Ankopplung des Ions an das<br />
Vakuumfeld in einem Resonator resultiert. Der Resonator wurde dafür<br />
mithilfe eines Transfer-Lasers auf den S1/2-D5/2 Übergang stabilisiert.<br />
Dieses Experiment zeigt, dass die kontrollierte Kopplung von Atom und<br />
(Vakuum)Resonatorfeld über längere Zeit möglich ist. Das ist die Voraussetzung<br />
für die Realisierung einer Reihe von Vorschlägen zur Quanteninformationsverarbeitung<br />
mit Ionen in optischen Resonatoren.<br />
Q 41.5 Do 17:45 HS 218<br />
Single atom capturing effect from a single distant mirror —<br />
•Alex Wilson, Pavel Bushev, Jürgen Eschner, and Rainer<br />
Blatt — Institut für Experimentalphysik, Universität Innsbruck, Technikerstraße<br />
25, A-6020 Innsbruck, Austria<br />
A single, trapped barium ion is seen to experience vacuum field forces<br />
due to the presence of a single, plane, mirror some 25 cm away. These<br />
forces are associated with a mirror-induced shift of the excited state,<br />
which was recently observed using a spectroscopic method to probe the<br />
internal state of the ion [1]. This shift is the dispersive counterpart to the<br />
modified spontaneous decay rate previously observed [2]. The magnitude<br />
of these effects are scaled by the collection efficiency of the lens that collimates<br />
light from the 138 Ba + ion onto the retro-reflecting mirror. Scanning<br />
the ion-mirror distance leads to a sinusoidally-varying shift of the excited<br />
state. The mirror therefore establishes weak trapping and anti-trapping<br />
potentials that alter the strong confining potential of the Paul trap. A<br />
new technique has enabled the sensitive and rapid measurement of the<br />
ion’s 1 MHz oscillation frequency. This trap frequency is seen to vary<br />
upon changing the ion-mirror distance. Hence so-called vacuum forces,<br />
due to the presence of the mirror, have been observed by measuring the<br />
motional (or external) states of the ion. In the strictest sense the effects of<br />
the mirror cannot be described by modified vacuum fields alone and the<br />
ion’s own radiation reaction field must also be considered to be modified.<br />
[1] M.A. Wilson et al., Phys. Rev. Lett. 91, 213602, (2003)<br />
[2] J. Eschner et al., Nature 413, 495-498, (2001)