Lehrbericht 2005 - Universität Koblenz · Landau

Externe Partner:
Prof. G. Nimtz, II. Physikal. Inst., Universität zu Köln
Projektbeschreibung:
In dem Projekt wird die Ausbreitung elektromagnetischer evaneszenter Moden und die
damit verbundene Signalausbreitung untersucht. Die in verschiedenen Experimenten
gemessenen photonischen Tunnelzeiten, die superluminalen
Ausbreitungsgeschwindigkeiten entsprechen, konnten im Fall der frustrierten
Totalreflexion theoretisch reproduziert werden. Dabei stellte sich heraus, dass die
Barriere (ein Luftspalt zwischen zwei Prismen) selbst instantan durchquert wird, wobei
die gemessene endliche Tunnelzeit von der Goos-Hänchen Verschiebung verursacht
wird. Zur Zeit wird untersucht, inwieweit weitere Abweichungen der Strahlausbreitung
von der geometrischen Optik weitere unabhängige Zeitskalen für die photonische
Tunnelzeit definieren. Es wurde gezeigt, dass die gemessenen superluminalen
Gruppengeschwindigkeiten mit superluminalen Signalgeschwindigkeiten identifiziert
werden können. Dazu war es notwendig, die in der Physik im allgemeinen verwendete
mathematische Definition eines Signals nach Sommerfeld/ Brillouin durch eine
physikalische Definition zu ersetzen, die sowohl die Eigenschaften des
Übertragungskanals als auch die Frequenzbandbegrenzung und endliche zeitliche
Dauer eines Signals berücksichtigt. Diese Strategie erlaubt zu zeigen, dass die
gemessenen superluminalen Signalgeschwindigkeiten zwar die sogenannte Einstein-
Kausalität verletzen (welche subluminale Signalgeschwindigkeiten fordert), das
Kausalitätsprinzip selbst jedoch nicht berührt wird.
Projektbeginn: 01. 08. 1997
Stand: Laufend
Projektbezogene Veröffentlichungen:
• Stahlhofen, A. A.: Superluminal Signals (eingeladener Vortrag). In Proc. of the
Conference „Space Transportation and Industrial Applications 2003 (STAIF 03)“,
Albuquerque (NM), 2003; AIP Conference Proceedings, Bd. 654, S. 25
• Stahlhofen, A. A.; Druxes, H.: Von superluminalem Licht zu superluminalen
Signalen, Posterbeitrag zur DPG Frühjahrstagung 2003, Sektion Didaktik der Physik
(Augsburg 2003).
Projekt: Didaktik der Physik
Beteiligte Personen:
Prof. Dr. Herbert Druxes, Prof. Dr. Alfons Stahlhofen
Projektbeschreibung:
Spezielle Probleme aus verschiedenen Gebieten der Physik, die grundlegende Fragen
aufwerfen und einer Aufbereitung für die schulische/universitäre Lehre zugänglich
erscheinen, werden elementarisiert und so aufbereitet, dass sie von Interessierten in der
Lehre verwendet werden können.
Projektbeginn: 02. 01. 2000
Stand: Laufend
Projektbezogene Veröffentlichungen:
• Stahlhofen, A. A.: Pauli and the Runge-Lenz-vector, American Journal of Physics
2004; Bd. 72, S. 10
41