Welle-Teilchen-Dualismus des Photons - Photonik

Forschung & Entwicklung | Ausgabe 01/2017

Welle-Teilchen-Dualismus des Photons

Licht wird entweder als elektromagnetische Welle oder als ein Strom von Photonen aufgefasst. In einer Studie gelang es, die beiden scheinbar entgegengesetzten Erklärungsbilder auf einen zugrunde liegenden nichtlinearen Prozess zurückzuführen.

Bild: MBI
Ausbeute an angeregten Atomen als Funktion der Laserintensität

In der Studie des Max-Born-Institut (MBI) im Forschungsverbund Berlin e.V. wurde erstmalig die Ausbeute an angeregten Argon- und Neonatomen als Funktion der Laserintensität sowohl im Multiphotonen- als auch im Tunnelbereich direkt gemessen. In der Studie wurden nun im Multiphotonenbereich ausgeprägte resonante Erhöhungen in der Anregungswahrscheinlichkeit detektiert.

Die numerische Lösung der zeitabhängigen Schrödingergleichung zur Beschreibung der untersuchten Atome im starken Laserfeld führte in beiden Bereichen zu einer exzellenten Übereinstimmung der Theorie mit den experimentellen Daten. Eine genauere Analyse der Ergebnisse zeigt, dass man die beiden Bilder als eine komplementäre Beschreibung im Frequenz- und Zeitraum von ein und demselben nichtlinearen Prozess ansehen kann. Im Zeitbild betrachtet, werden in den Maxima der Feldzyklen periodisch Elektronenwellenpakete erzeugt und im Multiphotonenbereich hauptsächlich im Laserpulsmaximum.

Originalveröffentlichung:

[H. Zimmermann, S. Patchkovskii, M. Ivanov und U. Eichmann, Unified Time and Frequency Picture of Ultrafast Atomic Excitation in Strong Laser Fields, Phys. Rev. Lett. 118 (2017) DOI:10.1103/PhysRevLett.118.013003]

www.mbi-berlin.de

 
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