Komplexe Inhalte in geführten Experimenten erlernen
oder der eigenen Kreativität freien Lauf lassen.

Theorie
geführte Experimente

Theoretischer Hintergrund

Eine der verblüffenden Vorhersagen der Quantenphysik ist, dass Quantenobjekte sowohl Wellen- als auch Teilchencharakter zeigen können. Mit Wellen verbindet man vor allem Interferenzeffekte. In dem Michelson-Interferometer-Experiment kann man eben diese Interferenz von Quanten demonstrieren. Dabei trifft das Photon zunächst auf einen Strahlteiler – dieser entspricht einem halbdurchlässigen Spiegel. Dahinter sind im gleichen Abstand zwei Spiegel positioniert, von denen einer in Strahlrichtung bewegt werden kann.



Dadurch kann man die optischen Weglängen der beiden Interferometerarme gegeneinander verfahren, um zwischen konstruktiver und destruktiver Interferenz – und Zwischenwerten – variieren zu können. So ergibt sich am Ausgang des Interferometers das typische Interferenzmuster – hier in der Zählrate des Einzelphotondetektors.

Welche Eigenschaften der Photonenquelle können aus den Messdaten noch bestimmt werden?

Spannende Experimente die das Wesen
der Quantenphysik offenlegen

Die vielen vorgefertigten Experimente für alle Schwierigkeitsgrade ermöglichen eine umfassende Beschäftigung mit den Wesenzügen der Quantenphysik und deren technischen Anwendung.

Grundlagenexperimente
  • Polarisation und Polarisatoren
  • Messung als Projektion
  • Messung als Eingriff in den Zustand
  • Wellenplättchen und ihr Verhalten
  • Polarimetrie
  • Photonenpaar-Experimente ohne Verschränkung
  • Hong-Ou-Mandel Effekt
  • Hong-Ou-Mandel + HBT
  • Quantenradierer im Hong-Ou-Mandel
  • Photonenpaar-Experimente mit Verschränkung
  • Instantane Polarisationsmessung
  • Nicht-klassische Korrelationen
  • Franson Interferenz
  • Bell Ungleichung
  • Tomographie an (verschränkten) Paaren
  • Quantenkryptographie: BBM-Protokoll
  • Quantenkryptographie: Ekert-Protokoll
  • Einzelphotonexperimente
  • Hanbury-Brown-Twiss: Teilchencharakter
  • Zufallszahlengenerator: Strahlteiler
  • Zufallsgenerator über Photonstatistik
  • Quantenkryptografie: Das BB84-Protokoll
  • Quantenkryptografie: Das Bennett-92 Protokoll
  • Zustandstomographie an einzelnen Photonen
  • Zeno-Effekt
  • Messung der Lichtgeschwindigkeit mit einzelnen Photonen
  • Unschärferelation am Einzelspalt
  • Einzelphoton-Experimente mit Interferenz
  • Michselson-Interferometer
  • Michelson + HBT
  • Doppelspalt-Versuch
  • Doppelspalt-Versuch + HBT
  • Quantenradierer
  • Quantenradierer + HBT
  • Wechselwirkungsfreie Messung
  • Einzelphotonspektrometer
  • Weißlichtinterferometrie
  • Fourierspektroskopie
  • Unschärferelation Zeit/Energie
  • Mach-Zehnder-Interferometer
  • Interaktives Experiment

    per Drag & Drop Spielsteine ziehen!
    Interaktives Quanten-Experiment mit dem Quantenkoffer

    Interaktives Michelson-Experiment

    Messung Starten!
    Nun ist das Michelson-Interferometer komplett aufgebaut. Durch Verschieben des Spiegels innerhalb eines 90° Spiegel-Spielsteins kann nun ein Interferometerarm in der Länge variiert werden.
    Benötigte Spielsteine:
    2x 3x 1x 2x
    • Periskop 2x
      Das erste Teleskop bringt den Laser auf der linken Seite auf die Spielfläche.
      Das zweite Teleskop leitet den Laserstrahl wieder in das Innere des Koffers direkt zu den Detektoren.
    • 45° Spiegel 1x
    • Strahlteiler 1x
    • 90° Spiegel 2x
    • 45° Spiegel 2x