Lichtwerkzeuge
摘要
Anwendungen von Licht als Werkzeug in Forschung und Technologie werden anhand weniger Beispiele aufgefächert. Das Kapitel beginnt mit einer Diskussion der stimulierten Emission von Licht durch Atome und ihrer Anwendung in Maser und Laser. Eine Fülle von Nobelpreisen haben lasergestützte Forschung bereits ausgezeichnet. Als Beispiele werden der Frequenzkamm und die Chirped Pulse Amplification näher erklärt. Verschränkung von Quantenzuständen, das Paradoxon von Einstein, Podolsky und Rosen und die Bell’sche Ungleichung werden herangezogen, um den nicht lokalen, ganzheitlichen Charakter der Wellenfunktion zu diskutieren. Anwendungen etwa in Quanten-Teleportation und Kryptografie werden kurz angetippt. Die Empfindlichkeit von Quantenzuständen gegenüber dem Kontakt mit der klassischen makroskopischen Welt wird am Beispiel des Doppelspaltexperiments aufgezeigt. Grundlagen von Quantencomputern werden qualitativ erläutert. Mit einem Sprung hin zu großen Dimensionen wird die Rolle von Licht aller Wellenlängen in der modernen Astronomie und Astrophysik mit drei Beispielen aufgezeigt: kosmische Hintergrundstrahlung in der Kosmologie, die Untersuchung Schwarzer Löcher und die Suche nach erdähnlichen Planeten außerhalb unseres Sonnensystems. Damit ist der Bogen gespannt von atomaren Dimensionen bis hin zu den größten beobachtbaren Distanzen.