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aktualisiertes pdf - DPG-Tagungen

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Q 46.9 Fr 13:00 HS 204<br />

Design und Test eines FADOF-Systems zur Messung von Temperaturprofilen<br />

von Wasser. — •Alexandru Popescu und Thomas<br />

Walther — TU Darmstadt, Institut für Angewandte Physik, AG<br />

Laser und Quantenoptik, Schlossgartenstr. 7, D-64289 Darmstadt<br />

Vorgestellt wird eine Möglichkeit aktiv Temperaturprofile von großen<br />

Wasserflächen schnell und mit hoher Genauigkeit bis zu theoretischen<br />

Tiefen von 100m zu bestimmen. Dazu soll ein Faraday-Anomalous-<br />

Dispersion-Optical- Filter-System aufgebaut und getestet werden. Es<br />

Q 47 Quanteneffekte IV<br />

nutzt die magnetfeldabhängige Rotation der Polarisation des Lichtes<br />

beim Durchlaufen einer Atomgas-Zelle aus, um einen sehr schmalbandigen,<br />

abstimmbaren optischen Filter aufzubauen. Diese Filter sind in der<br />

Lage kleine Frequenzverschiebungen bei einer Wellenlänge von 532 nm<br />

mit einer Genauigkeit von einigen MHz aufzulösen. Dieses macht die Nutzung<br />

der Brillouin-Streuung im Wasser als Temperaturindikator möglich.<br />

Der Filter ist durch seine Bauart unempfindlich gegenüber Vibrationen<br />

und erlaubt den Einsatz in Flugzeugen oder Hubschraubern.<br />

Arbeiten zur Simulation und experimentelle Realisation werden vorgestellt.<br />

Zeit: Freitag 11:00–13:00 Raum: HS 218<br />

Q 47.1 Fr 11:00 HS 218<br />

Stabilität des gekickten Rotators mit Hilfe des Loschmidtechos<br />

— •Florian Haug 1 , Marc Bienert 1 , Thomas H. Seligman 2 ,<br />

Mark G. Raizen 3 und Wolfgang P. Schleich 1 — 1 Abteilung<br />

für Quantenphysik, Universität Ulm, 89069 Ulm — 2 Centro de Ciencas<br />

Física, University of Mexico, Cuernavaca, Mexico — 3 Center for Nonlinear<br />

Dynamics and Department of Physics, The University of Texas at<br />

Austin, Austin, TX 78712-1081<br />

Das Loschmidtecho kann als mögliches Stabilitätskriterium für die Dynamik<br />

eines Systems sowohl in der klassischen als auch in der quantenmechanischen<br />

Beschreibung herangezogen werden. Dabei wird der Einfluß<br />

kleiner Störungen in der Hamiltonfunktion auf die Zeitentwicklung<br />

des Systems betrachtet. Wir untersuchen mit Hilfe dieses Kriteriums<br />

die Stabilität des quantenmechanischen gekickten Rotators. Nach einem<br />

Vorschlag von A. Peres verwenden wir dazu den quantenmechanischen<br />

Überlapp bzw. die Fidelity zweier leicht unterschiedlich propagierter Wellenfunktionen.<br />

Abhängig davon, ob der klassische Grenzfall des gekickten<br />

Rotators integrabel oder chaotisch ist, erwartet man unterschiedliche<br />

Gesetzmäßigkeiten beim Fidelityzerfall. Wir zeigen dies anhand numerischer<br />

Simulationen und vergleichen diese mit den theoretischen Vorhersagen.<br />

Darüberhinaus diskutieren wir eine mögliche atomoptische Realisierung<br />

zur Messung des Loschmidtechos mit Hilfe eines Bose-Einstein-<br />

Kondensats.<br />

Q 47.2 Fr 11:15 HS 218<br />

Quantum diffusion and spectral properties in the delta kicked<br />

harmonic oscillator — •Andre R. R. Carvalho and Andreas<br />

Buchleitner — Max-Planck-Institute for the Physics of Complex Systems,<br />

Nöthnitzer Str. 38, D-01187 Dresden<br />

The classical delta kicked harmonic oscillator can exhibit very interesting<br />

phase space structures depending on the ratio between the oscillator<br />

and the kicking frequencies. For rational values of this ratio, a stochastic<br />

web covers the phase space following a crystal or quasi-crystal symmetry<br />

while the energy of the system can grow in a diffusive (linear in time)<br />

or anomalous way, depending on the initial condition. The quantum mechanical<br />

version of this model, that could be implemented in ion traps<br />

experiments, can show different behaviors for the energy growth ranging<br />

from complete localization to faster than classical diffusion. We analyze<br />

the quantum diffusion scenario and its relation to the spectral properties<br />

of the system. In particular, we study the role of an effective Planck’s<br />

constant (which is related to the Lamb-Dicke parameter in ion traps) in<br />

the different diffusion regimes.<br />

Q 47.3 Fr 11:30 HS 218<br />

Fidelity for δ-kicked atoms at quantum resonance — •Sandro<br />

Wimberger 1,2 and Andreas Buchleitner 1 — 1 Max-Planck-<br />

Institute for the Physics of Complex Systems, Nöthnitzer Str. 38,<br />

D-01187 Dresden — 2 International Centre for the Study of Dynamical<br />

Systems, Università degli Studi dell’ Insubria, Via Valleggio 11, I-22100<br />

Como<br />

A characteristic feature emanating from classical chaos displays in the<br />

extreme sensitivity to changes of the system’s parameters. On the quantum<br />

level, one may therefore replace “sensitivity to initial conditions” by<br />

“sensitivity to changes in the Hamiltonian” to characterise the stability<br />

of quantum dynamics. A quantitative measure of the stability of quantum<br />

states with respect to changes in the Hamiltonian is the “fidelity”,<br />

the overlap of two initially identical states which are exposed to distinct<br />

evolutions [1].<br />

We present analytical results on the time dependence of the fidelity for<br />

132<br />

an ensemble of δ-kicked atoms, at quantum resonance conditions [2],<br />

and in experimentally feasible parameter ranges [3]. While the fidelity<br />

saturates in absence of noise, decoherence by spontaneous emission [2]<br />

leads to a decay whose properties depend on the precise action of the<br />

noise.<br />

[1] A. Peres, Phys. Rev. A 30, 1610 (1984)<br />

[2] S. Wimberger et al., Nonlinearity 16, 1381 (2003)<br />

[3] S. Schlunk et al., Phys. Rev. Lett. 90, 054101 (2003)<br />

Q 47.4 Fr 11:45 HS 218<br />

Coherent backscattering of light by atoms in the saturated<br />

regime — •Thomas Wellens 1,2 , Benoit Gremaud 2 , Dominique<br />

Delande 2 , and Christian Miniatura 1 — 1 Laboratoire Ondes et<br />

Désordre, FRE 2302 du CNRS, 1361 route des Lucioles, F-06560 Valbonne<br />

— 2 Laboratoire Kastler Brossel, Université Pierre et Marie Curie,<br />

4 Place Jussieu, F-75005 Paris<br />

We present the first calculation of coherent backscattering of light by<br />

saturated atoms. We consider two distant atoms in free space, interacting<br />

with a quasi-monochromatic laser pulse. By restricting ourselves to twophoton<br />

scattering processes, we employ a perturbative approach, valid<br />

up to second order in the incident laser intensity. The backscattering<br />

enhancement factor, i.e. the intensity detected in exact backscattering<br />

direction divided by the background intensity, is found to be smaller<br />

than two (after excluding single scattering). This indicates a loss of coherence<br />

between the doubly scattered light emitted by atom 1 and 2,<br />

respectively. Since the undetected photon carries information about the<br />

path of the detected photon, the coherence loss can be explained by a<br />

which-path argument, in analogy to a double-slit experiment.<br />

Q 47.5 Fr 12:00 HS 218<br />

Quantum optics of interferences in terms of the group SO(1, 2)<br />

— •Hans Kastrup — DESY, Theorie Gruppe, Notkestr. 85, 22603<br />

Hamburg<br />

The interference pattern of two superposed optical amplitudes Aj =<br />

|Aj| exp(i ϕj), j = 1, 2, is esentially determined by the 3 quantities h0 =<br />

I(1,2) = |A1||A2|, h1 = I(1,2) cos ϕ, h2 = −I(1,2) sinϕ, ϕ = ϕ1 − ϕ2 which<br />

parametrize the associated optical phase space S 2 = {φ mod 2π, I(1,2) ><br />

0}. The Poisson brackets {hi, hj}ϕ,I (1,2) constitute the Lie algebra of the<br />

group SO(1, 2). This implies that the quantum theory of the system can<br />

be implemented in terms of (“positive discrete series”) irreducible unitary<br />

representations of that group, where the 3 classical functions hj are<br />

replaced by self-adjoint operators Kj which are the basic quantum mechanical<br />

“observables” here. K1 and K2 “measure” the phase content of<br />

appropriate states, e.g. coherent ones (there are 3 different types of coherent<br />

states in the framework of the group SO(1, 2) !) One important<br />

prediction is that the classical Pythagorean relation h 2 1 + h 2 2 = h 2 0 generally<br />

will be violated in the quantum theory. It should be possible to<br />

test the theory in multiport quantum optical experiments. Ref.: quantph/0307069;<br />

Fortschr. Phys. 51(2003), 975.<br />

Q 47.6 Fr 12:15 HS 218<br />

Black hole analogues with (slow) light — •Ralf Schützhold 1,2<br />

and William G. Unruh 2 — 1 Institut für Theoretische Physik, Technische<br />

Universität Dresden, 01062 Dresden — 2 Department of Physics<br />

and Astronomy, University of British Columbia, Vancouver, British<br />

Columbia, Canada V6T 1Z1<br />

The main idea of black hole analogues is to consider an alternative<br />

set-up based on laboratory physics which reproduces major features –

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