Quantenradierer mit dem Mach-Zehnder Interferometer

Prinzip

Ein Mach-Zehnder-Interferometer wird mit einem aufgeweiteten Laserstrahl beleuchtet. Ringförmige Interferenzmuster erscheinen auf den Schirmen hinter dem Interferometer. Wenn Polarisationsfilter mit gekreuzten Ebenen in die beiden Interferometerarme gestellt werden, verschwinden die Interferenzmuster. Die quantenmechanische Interpretation hiervon ist, dass man den Photonen eine Eigenschaft (Polarisation) aufgeprägt hat mithilfe derer sich prinzipiell beobachten ließe welchen der beiden Interferometerarme das Photon passiert hat. Diese "welcher-Weg"-Information ist aber quantenmechanisch nicht verträglich mit dem Auftreten von Interferenz.
Ein dritter Polarisationsfilter hinter einem Ausgang des Interferometers aufgestellt, wirkt als "Quantenradierer". Die Ebene dieses Filters wird auf 45 ° bezüglich beider Filter im Interferometer eingestellt. Das Interferenzmuster erscheint hinter dem Quantenradierer wieder - die "welcher-Weg"-Information ist ausradiert.

(Bitte beachten: Versuchsbeschreibung nur in Englisch verfügbar)

Vorteile

• Einen Teil der Informationen die ein Photon transportiert kann man auslöschen
• der Welle- Teilchendualismus von Photonen wird diskutiert indem man das experimentelle Ergebnis aus verschiedenen Blickwinkeln betrachtet
• im Mach-Zehnder-Interferometer Aufbau lässt sich der klar getrennte Weg der einzelnen Photonen besonders gut verfolgen

Aufgaben

1. Baue das Interferometer auf und beobachte und beobachte das Interferenzmuster auf dem Schirm.
2. Verändere die Polarisation der Teilstrahlen mit zwei Polarisationsfiltern und beobachte das veränderte Interferenzmuster.
3. Verwende einen dritten Interferenzfilter um die verschiedene Polarisation der Teilstrahlen wieder zu löschen und beobachte das Wiederauftauchen des Interferenzmusters.

Lernziele

• Welle-Teilchen-Dualismus
• Interferenz von Wellen
• Quantenmechanik

(Bitte beachten: Versuchsbeschreibung ist nur in englischer Sprache erhältlich)