Auswertung

Auswertung der Messdaten

Nach der Detektion der Teilchen wollen wir die Messung auswerten. Ein Maß für die Qualität eines Interferogrammes ist sein Kontrast (Visibility). Er gibt an, wie deutlich sich das Interferenzmuster vom Mittelwert abhebt. Für sinusförmige Signale, wie in unserem Experiment, kann man definieren:

\(\mathrm{Interferenzkontrast}=\frac{S_{\mathrm{max}} – S_{\mathrm{min}}}{S_{\mathrm{max}} + S_{\mathrm{min}}}=\frac{\mathrm{Amplitude}}{\mathrm{Mittelwert}} \)


Amplitude \(A\) - +
Offset \(O\) - +
Phase \(\varphi\) - +

Interpretation

Ein hoher Kontrast allein sagt uns noch nicht, ob wir wirklich Quanteninterferenz gemessen haben. Durch die Anordnung der Gitter sowie einen Linseneffekt am Lichtgitter kann auch ein Moiré-Muster auftreten, also eine rein klassisch erklärbare Intensitätsmodulation. Um sicherzustellen, dass wirklich ein Quanteneffekte vorliegt, müssen wir die quantenphysikalisch und klassisch erwarteten Kontraste mit den Messdaten vergleichen.

Die Messungen lassen sich sehr gut durch das quantenphysikalische Modell beschreiben, während die klassische Beschreibung keine adäquate Vorhersage der Messdaten liefert.

Extra: Quantisch oder Klassisch

Im Experiment wird die Phase \(\phi_0\) über die Laserleistung \(P_L\) variiert, um den funktionalen Unterschied zwischen den beiden Vorhersagen sichtbar zu machen (siehe Grafik).

Q-vs-Class_DE

Experimentieraufgabe: Interferenzkontrast und Laserleistung

Gehe ins Labor und folge den Anweisungen. Wenn du fertig bist, setze hier fort.