Decoherence in the electron interferometer

• Applicant: Professor Dr. Franz Hasselbach (†)
• Subject Area: Optics, Quantum Optics and Physics of Atoms, Molecules and Plasmas
• Term: from 2000 to 2005
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5260450

Dekohärenz bezeichnet die im allgemeinen irreversible Entstehung klassischer Eigenschaften von Quantensystemen durch die unvermeidliche Wechselwirkung mit der Umgebung. Sie kann somit erklären, warum wir in der Alltagswelt nicht die erstaunlichen Quantenphänomene beobachten, die sich aus der Quantenmechanik abgeschlossener Systeme ergeben müssten. So beobachtet man z.B. niemals Superpositionen makroskopisch unterscheidbarer Zustände - wie etwa Gegenstände, deren Aufenthaltswahrscheinlichkeit über den Raum verschmiert ist, oder Schrödingers Katze, die gleichzeitig tot und lebendig ist, oder Superpositionen von verschiedenen Messergebnissen. Während die Theorie der Dekohärenz in den letzten Jahren große Fortschritte gemacht hat, mangelt es noch an Experimenten hierzu. Das vorliegende Vorhaben soll die Dekohärenz untersuchen, die sich ergibt, wenn ein in zwei Teilstrahlen aufgespalteter Elektronenstrahl im Elektroneninterferometer in geringer Höhe über einer Platte aus einem Leiter mit endlichem elektrischem Widerstand verläuft. Die Rolle der Umgebung übernimmt in diesem Fall das Elektronen- und Phononengas in der Platte. Durch Variation der Flughöhe und der Auftrennung der beiden Teilstrahlen ist es möglich, von vernachlässigbarer Dekohärenz bis zu starker zu gehen und dadurch einen quantitativen Präzisionstest der Dekohärenz durchzuführen. Die Stärke der Dekohärenz zeigt sich hierbei im Kontrast des Interferenzstreifensystems.

• DFG Programme: Research Grants