Ich bin sehr verwirrt darüber, was Physiker mit der räumlichen Mode des Lichts meinen. Ich bin auch ebenso verwirrt, wenn nicht sogar noch verwirrter darüber, was der räumliche Modus eines massiven Teilchens ist. Kann mir jemand mit einer Erklärung weiterhelfen? (Ich bin auch ein visueller Lerner, also helfen Diagramme)
Der räumliche Modus des Lichts ergibt für mich keinen Sinn, weil ich nicht verstehe, worauf er sich bezieht!
Ich denke, dass der räumliche Modus eines massiven Teilchens wie der Eigenzustand eines Atoms ist. Auf jedem Energieniveau gibt es einen entsprechenden Eigenzustand und dies ist die räumliche Verteilung des Atoms. Ich vermute, dass das Nehmen eines Teilchens im Allgemeinen auch Eigenzustände hat, und um sie von Atomen zu unterscheiden, nennen sie sie räumliche Modi?
Ich lese dieses Papier:
Heney, Libby. Teleportation eines Quantenzustands einer räumlichen Mode mit einem einzelnen massiven Teilchen. Proceedings of the 5th Conference on Theory of Quantum Computation, Communication and Cryptography. Vortrag. Hinweise Comput. Sc. 6519 S. 175-186 (2011). doi:10.1007/978-3-642-18073-6_15 , arXiv:1011.3743 [quant-ph] .
Ein räumlicher Modus ist genau das, wonach es sich anhört, ein Zustand, der im Raum lokalisiert ist. Für ein massives Teilchen ist dies leicht zu visualisieren: Es ist ein lokalisiertes Wellenpaket. Ein solches Wellenpaket muss kein Eigenzustand des Hamiltonoperators sein. Zum Beispiel betrachtet Heaney in Abschnitt 2 des von Ihnen verlinkten Papiers ein einschränkendes Potenzial, das in zwei Regionen aufgeteilt ist Und . Die Grundzustands-Wellenfunktion des Hamilton-Operators kann als kohärente Summe zweier unterschiedlicher räumlicher Moden betrachtet werden, von denen eine lokalisiert ist und eine lokalisiert in .
Bei Lichtzuständen kann ich Ihre Verwirrung verstehen, da es offensichtlich nicht möglich ist, Licht auf einen Punkt im Raum zu beschränken. In der Quantenoptik ist es jedoch üblich, einen Quantenzustand von Licht einzuschränken, um sich beispielsweise entlang eines Wellenleiters auszubreiten. Zustände, die auf räumlich getrennte Wellenleiter beschränkt sind, befinden sich in getrennten räumlichen Moden. Betrachten Sie als einfaches Beispiel ein Mach-Zender-Interferometer; siehe Diagramm hier . Der Strahlteiler teilt das einfallende Licht in zwei räumliche Modi auf, die in dem von mir verlinkten Bild mit SB und RB bezeichnet sind.
