Verschränkung
Mit dem Quantenkoffer können auch (unpolarisierte) Photonenpaare erzeugt werden. Das eine Photon gelangt dabei von oben links über das Experimentfeld in den Detektor oben rechts (APD A) und das andere von unten links über das Experimentfeld in den Detektor unten rechts (APD B).Damit nur Photonenpaare erfasst werden, wird die Koinzidenzrate zwischen den beiden Detektoren betrachtet.
Zwei Polarisationsfilter können an verschiedene Positionen in die Strahlengänge gezogen werden.
Nicht verschränkte Photonenpaare
In diesem Experiment mit einem rotierenden Polfilter kann man zunächst das Verhalten nicht verschränkter Photonenpaare untersuchen. Für die Durchführung des Experiments müssen zuerst beide Polfilter platziert werden. Außerdem muss einer der beiden Polfilter so eingestellt werden, dass er sich gleichmäßig dreht, d.h. kontinuierlich alle Polarisationsrichtungen abfährt.
Die Darstellung der Zählraten erfolgt in einem Polardiagramm. Darin wird die Zählrate bei den verschiedenen Winkeln des rotierenden Polfilters radial als Abstand vom Ursprung (Mittelpunkt) angezeigt. Befindet sich der rotierende Strahlteiler im oberen Strahlengang, muss das Polardiagramm in Abhängigkeit vom Winkel \(φ_{A}\) angezeigt werden, befindet er sich im unteren Strahlengang muss die Abhängigkeit vom Winkel \(φ_{B}\) eingestellt werden.
Hat man die passenden Einstellungen vorgenommen, kann das Experiment über den Knopf „Versuch starten!“ gestartet werden.
- Stellt man die Polfilter in verschiedene Strahlengänge, so zeigt sich im Polardiagramm eine gleiche Verteilung über alle Winkel (Kreisring), weil die Zählrate nicht vom Winkel zwischen den Polfiltern abhängt.
- Werden die Polfilter hintereinander in denselben Strahlengang eingebaut, so legt der erste Polarisationsfilter (Präparator) eine Richtung fest , die mit dem zweiten Polarisationsfilter (Analysator) geprüft wird. Ist der Präparator auf den Winkel \(φ_{P}\) eingestellt, entsteht im Polardiagramm das Bild einer „Acht“, die um den Winkel \(φ_{P}\) verdreht ist. Dies entspricht dem klassischen Gesetz von MALUS, wonach die durchgelassene Lichtintensität zwischen Präparator und Analysator durch \[I(φ_{P}, φ_{A}) = I_{0} \cos^{2} (φ_{A} – φ_{P})\]gegeben ist. Verändert man den Winkel \(φ_{P}\) des Präparators, so dreht sich die Orientierung der „Acht“ entsprechend.
Zum IBE rotierender Polfilter mit unverschränkten Photonen.
Verschränkte Photonenpaare
Dieses Experiment entspricht dem vorherigen Experiment, nur dass jetzt die Photonenpaare verschränkt sind.
- Setzt man beide Polarisationsfilter in denselben Strahlengang, kann man sich vergewissern, dass sich die einzelnen Photonen unverändert verhalten.
- Stellt man die Polarisationsfilter in verschieden Strahlengänge, kann man die Frage untersuchen:
- Wie beeinflussen sich die verschränkten Photonen in den beiden Strahlengängen?
