Showing papers in "Annalen der Physik in 1991"

Interference in phase space

Abstract: A central problem in quantum mechanics is the calculation of the overlap, that is, the scalar product between two quantum states. In the semiclassical limit (Bohr's correspondence principle) we visualize this quantity as the area of overlap between two bands in phase space. In the case of more than one overlap the contributing amplitudes have to be combined with a phase difference again determined by an area in phase space. In this sense the familiar double-slit interference experiment is generalized to an interference in phase space. We derive this concept by the WKB approximation, illustrate it by the example of Franck-Condon transitions in diatomic molecules, and compare it with and contrast it to Wigner's concept of pseudo-probabilities in phase space. Interferenz im Phasenraum Ein zentrales Problem der Quantenmechanik ist die Berechnung des Skalarproduktes zweier Quantenzustande. Das Bohrsche Korrespondenzprinzip erlaubt eine Darstellung der beiden Zustande als Bander im Phasenraum. Die den beiden Bandern gemeinsame Flache ist ein Mas fur das Skalarprodukt. Die Quadratwurzel aus dieser, geeignet normierten, Flache representiert den Absolutbetrag der korrespondierenden Wahrscheinlichkeitsamplitude. Im Falle mehrerer Durchschnittszonen interferieren diese, wobei deren jeweilige Phasendifferenzen ebenfalls durch Phasenraumgebiete gegeben sind. Dies verallgemeinert das Youngsche Doppelspaltexperiment zu Interferenz im Phasenraum. Wir leiten dieses Konzept mittels der WKB Naherung ab, erlautern es am Beispiel von Franck-Condon Ubergangen in diatomischen Molekulen und vergleichen es mit der Methode der Wignerschen Phasenraumfunktion.

A 12-GHz Standard Clock on Trapped Ytterbium Ions†

Abstract: The ground-state hyperfine transition ΔmF = 0 of trapped Yb+ ions has been measured as 12642812119.6 (0.4) Hz. The frequency instability of a microwave, controlled by this resonance, is characterised by the standard deviation 2·10−11· (τ/sec)−1/2, where τ is the time separation of probes. The performance of this frequency standard or “clock” exceeds the stability of commercial cesium clocks and still offers major potential for improvement. Ein 12-GHz-Frequenznormal auf der Grundlage gespeicherter Ytterbium-Ionen Der Hyperfein-Ubergang ΔmF = 0 im Grundzustand gespeicherter Yb+-Ionen wurde zu 12642812119,6 (0,4) Hz gemessen. Die Instabilitat der Frequenz einer Mikrowelle, die durch diese Resonanz geregelt ist, wird durch die Standardabweichung 2·10−11 (τ/sec)−1/2 gekennzeichnet; τ ist der Zeitabstand der Proben. Dieses Frequenznormal — eine „Uhr” — ubertrifft die Stabilitat handelsublicher Caesium-Uhren und bietet noch erhebliche Moglichkeiten fur Verbesserungen.

Corner Transfer Matrices for the Gaussian Model

Abstract: We study Baxter's corner transfer matrix for a Gaussian model on a strongly anisotropic square lattice of finite size. The problem is equivalent to finding the normal modes of a vibrating chain with position-dependent masses and springs. The eigenvalues are found analytically, using Carlitz polynomials, and the predictions of conformal invariance are verified for the critical system. Ecken-Transfermatrix fur ein Gauss-Modell Wir untersuchen Baxters Ecken-Transfermatrix fur ein Gauss-Modell auf einem Quadratgitter endlicher Grose mit stark anisotropen Kopplungen. Das Problem ist aquivalent zu dem, die Normalschwingungen einer Kette mit ortsabhangigen Massen und Federn zu finden. Mit Hilfe von Carlitz-Polynomen lassen sich die Eigenwerte analytisch bestimmen und die Vorhersagen der konformen Invarianz am kritischen Punkt uberprufen.

Higher Derivative versus Second Order Field Equations

Abstract: The first part of this work reviews problems of (particle and field) theories with higher than second time derivatives. The second part gives an overview about the known results concerning the structure of bosonic field theories with at most second order equations

Resonances and Gamow States in Non-Local Potentials

Abstract: For a large class of non-local, non separable potentials with non-compact support, the solution of the radial integrodifferential equation may be reduced to the solution of a homogeneous linear integral equation of Fredholm type with a quadratically integrable kernel. In this way we derive expansions of the wave functions and the Green's function of the Schrodinger equation with a non-local potential in terms of bound states, resonant states and a continuum of scattering functions with complex wave number. The rules of normalization, orthogonality and completeness satisfied by the eigenstates of the Schrodinger equation belonging to complex eigenvalues with Im En < 0, (Gamow or resonant states) are also derived. Finally, by means of a realistic example, it is shown how to use these expansions to exhibit the resonant behaviour of the differential cross section. Explicit expressions for the transition amplitudes and the partial widths in terms of expectation values of operators computed with Gamow functions are given. Resonanzen und Gamow-Zustande in nichtlokalen Potentialen Fur eine weite Klasse von nichtlokalen und nicht separablen Potentialen auf einem Kompaktum, kann die Losung der radialen Integrodifferentialgleichung auf die Losung einer homogenen, linearen Integralgleichung des Fredholmschen Typs mit quadratintegrablem Kern zuruckgefuhrt werden. So leiten wir Entwicklungen der Wellenfunktion und der Greenschen Funktion der Schrodinger-Gleichung mit einem nichtlokalen Potential in Bindungszustande, Resonanzzustande und ein Kontinuum von Streufunktionen mit komplexer Wellenzahl her. Die Gesetze fur Norm, Orthogonalitat und Vollstandigkeit, welche von den Eigenzustanden der Schrodinger-Gleichung mit komplexer Wellenzahl und Im En < 0 (Gamow oder Resonanzzustande) erfullt werden, leiten wir ebenfalls her. Schlieslich zeigen wir anhand eines realistischen Beispiels auf, wie diese Entwicklungen verwendet werden konnen, um resonantes Verhalten des Streuquerschnitts zu demonstrieren. Explizite Ausdrucke fur Ubergangsamplituden und partielle Abstande durch Erwartungswerte von Operatoren mit Gamow-Zustanden werden gegeben.

Metal‐Nonmetal Transition and Homogeneous Nucleation of Mercury Vapour

Abstract: The paper presents ionization potentials of mercury clusters obtained by photoelectron spectroscopy which provide evidence that a size-dependent gradual transition from van der Waals-type to metallic interaction occurs in Hgx-clusters for × > 13. In order to probe the role of this nonmetal to metal transition in the homogeneous nucleation process of supersaturated mercury vapour we have determined the supersaturation necessary for homogeneous condensation of mercury vapour in the temperature range 250 to 320 K. The measurements were made using an upward thermal diffusion cloud chamber. The results demonstrate that none of the current theories for homogeneous nucleation satisfactorily predict the observed critical supersaturations. The measured values are about 3 orders of magnitude lower than the values predicted by the conventional Becker-Doring-Zeldovitch-theory. Metall-Nichtmetallubergang und homogene Keimbildung bei Quecksilberdampf Es werden photoelektronenspektroskopische Messungen der Ionisationspotentiale von im Molekularstrahl synthetisierten Quecksilberclustern als Funktion der Grose beschrieben. Sie zeigen, das ein grosenabhangiger kontinuierlicher Ubergang von van der Waals-Bindung zu metallischer Bindung fur Cluster mit mehr als 13 Hg-Atomen auftritt. Um erste Informationen uber den Einflus dieses Ubergangs von nichtmetallischem zu metallischem Verhalten auf den Keimbildungsprozes in ubersattigten Quecksilberdampfen zu erhalten, werden zusatzlich Untersuchungen der homogenen Kondensation von ubersattigten Quecksilberdampfen im Temperaturbereich zwischen 250 bis 320 K mit einer Diffusionsnebelkammer berichtet. Die erhaltenen Ergebnisse konnen mit keiner der existierenden Theorien fur die homogene Kondensation beschrieben werden. Die beobachteten Werte fur die die homogene Kondensation auslosende kritische Ubersattigung sind um drei Grosenordnungen groser als die mit der klassischen Becker-Doring-Zeldovitch-Theorie berechneten.

Pion Interferometry in High Energy Hadron and Nuclear Collisions: Radial Expansion and Freeze‐Out

Abstract: It is shown that the transverse radius, obtained from analysis of two-pion correlation functions in the mid-rapidity domain, should reflect the radius of the pion emitting volume Emission is interpreted as the decoupling from strong interaction, during expansion of the initial interaction volume Assuming an isotropic expansion without radial flow, and a simultaneous freeze-out of pions throughout the source volume we show that the transverse radius from interferometry should be proportional to the square root of the hadron rapidity density, dN/dy, observed at mid-rapidity Recent data from hadron-hadron and nucleus-nucleus collisions at or above √s ≈ 20 GeV per nucleon are well interpolated by this result Pionen-Interferometrie in Stosen hochenergetischer Hadronen und Kerne; Radiale Expansion und Zerfall des Reaktionsvolumens Die Analyse der Korrelationsfunktion zweier Pionen, die in Hadron- oder Kern-Stosen bei hochsten Energien erzeugt werden, liefert den transversalen Radius des Pionemittierenden Volumens Dieses interpretieren wir als die Grose des expandierenden Multi-Hadron-Endzustandes im Moment des Ausfrierens der starken Wechselwirkung Ein einfaches Expansions-Modell (isotrop, ohne radialen Flus) ergibt, das der (transversale) Radius proportional zur Wurzel der Rapiditatsdichte von Hadronen, dN/dy (y = yCM), sein sollte Die Daten aus Hadron-Hadron bzw Kern-Kern-Stosen oberhalb von √s ≈ 20 GeV/Nukleon werden damit gut wiedergegeben

A Kinetic Equation for Quantum Gases

Abstract: We apply the formalism of the free Wigner transform to the derivation of a kinetic equation valid for dilute quantum gases; this formalism is compatible with a precise treatment of two-body correlations and allows the inclusion of second virial corrections. We generalize the results obtained in previous articles where the calculation of the collision integral was limited to zero (“local”) and first order gradient terms; here we use a more general (“non-local”) form for the interaction term which is an integral of higher dimension (18). The conservation laws are studied in this formalism, which implies non-linear expressions for the local hydrodynamic quantities in terms of the function appearing in the kinetic equation. The pressure at thermal equilibrium is then evaluated and found to be equal to the value predicted by the Beth-Uhlenbeck formula, without adjusting any free parameter of the theory. Eine kinetische Gleichung fur Quantengase Wir wenden den Formalismus der freien Wigner-Transformation bei der Herleitung einer fur verdunnte Quantengase gultigen kinetischen Gleichung an. Dieser Formalismus vertragt sich mit der exakten Behandlung der Zwei-Korperkorrelationen und erlaubt den Einschlus der zweiten Virialkorrekturen. Wir verallgemeinern die in fruheren Artikeln erhaltenen Resultate, wo die Berechnung des Stosintegrals auf den lokalen Term und Gradiententerme erster Ordnung beschrankt war. Hier benutzen wir eine allgemeinere (nicht lokale) Form des Wechselwirkungsterms, der ein Integral hoherer Dimension (18) ist. Es werden die Erhaltungssatze in diesem Formalismus, wo die lokalen, hydrodynamischen Grosen nichtlinear in der Funktion sind, die in der kinetischen Gleichung auftritt, studiert. Es wird dann der Druck im thermischen Gleichgewicht bestimmt und gefunden, das er ohne jede Anpassung mittels eines der freien Parameter der Theorie mit dem nach der Beth-Uhlenbeck-Formel erwarteten Wert ubereinstimmt.

Threshold Behaviour of Electron Impact lonisation Cross Sections for Rare Gas Atoms

Abstract: For electron energies from direct ionisation threshold up to several eV above cross sections for the production of He+, He2+, Ne+ up to Ne4+, Kr2+, Kr3+ and Xe2+ up to Xe4+ ions by single electron impact on atoms were measured. By a least square fit a power law was fitted to the cross sections. The exponents obtained by this procedure are compared with several models, i.e. a simple phase-space calculation, the Wannier model considering interelectronic repulsion and a statistical approach similar to Russek's statistical energy deposition model. We find that especially ionisation of many-electron atoms to high degrees of ionisation can not be described by the Wannier model, however, within the statistical approach. Schwellenverhalten der Elektronenstosionisierungsquerschnitte fur Edelgase Wir haben in dem Elektronenenergiebereich von der Ionisationsschwelle bis zu einigen eV daruber die Wirkungsquerschnitte fur die Bildung von He+, He2+, Ne+ bis Ne4+, Kr2+, Kr3+ und Xe2+ bis Xe4+-Ionen durch Elektronenstos gemessen. Mit Hilfe der Methode der kleinsten Fehlerquadrate wurde eine Potenzfunktion an die Wirkungsquerschnitte angepast. Die dadurch erhaltenen Exponenten werden mit verschiedenen Modellrechnungen verglichen: mit einer einfachen Phasenraumabschatzung, mit dem Wanniermodell, das die Korrelation der auslaufenden Elektronen berucksichtigt, und mit einer statistischen Betrachtung ahnlich dem Modell der statistischen Energieverteilung von Russek. Dabei zeigt sich, das besonders die Ionisation von Mehrelektronenatomen in hohe Ladungszustande nicht durch das Modell von Wannier, sondern mit dem statistischen Ansatz beschrieben werden kann.

Flugzeit‐Massenspektrometer mit gitterfreien Ionenspiegeln und Elektronenstoß‐Ionenquellen

Abstract: Es werden Flugzeit-Massenspektrometer mit Massenauflosungsvermogen von m/Δm ≈ 103 bis ≈ 104 beschrieben, in denen Ionen untersucht werden konnen, die durch Elektronenstos gebildet worden sind. Wichtige Teile solch eines Massenspektrometers sind eine Ionenquelle, in der die zwischen den Extraktionspulsen gebildeten Ionen effektiv gespeichert werden, sowie ein gitterfreier Ionenspiegel, der die Ionenflugzeit unabhangig von Energieabweichungen macht und der gute laterale Fokussierungseigenschaften besitzt. Time-of-Flight Mass Spectrometers with Grid-Free Ion Mirrors and Electron-Impact Ion Sources Time-of-Flight mass spectrometers are described that achieve mass resolving powers of m/Δm ≈ 103 to ≈ 104 by using electron-impact ionisation. The most important parts in such systems are an ion source in which ions are produced and stored continuously between extraction pulses as well as a grid-free ion mirror which ensures good lateral focusing and a total flight time that is independent of differences in ion energies.

Quasiclassical 1/N Energy‐Formulas for Relativistic Two‐Body Systems

Abstract: Quickly tractable energy-formulas for relativistic two-body systems are established to first 1/N-order in terms of general classical Hamiltonians (m1 ≥ m2). Arbitrary spherically-symmetrical vector and/or scalar potentials are assumed. Such Hamiltonians, which have to be converted into related non-relativistic ones, play the role of a dominant zeroth-order approximation (an exact description) in the case of two fermions (two bosons). Proofs have also been given that the 1/N-method is quite suitable for the systematic description of order-dependent contributions to the energy of Coulomb-Bethe-Salpeter systems, now to α6-order. Quasiklassische 1/N-Energieformeln fur relativistische Zweikorpersysteme Schnell anwendbare Energieformeln fur relativistische Zweikorpersysteme sind anhand von allgemeinen klassischen Hamiltonfunktionen (m1 ≥ m) in erster 1/N-Ordnung bestimmt. Beliebige kugelsymmetrische Vektor- und/oder Skalar-Potentiale werden miteinbezogen. Diese Hamiltonfunktionen, die zweckmasig nicht-relativistisch umstrukturiert werden, spielen die Rolle einer dominierenden Nullten Naherung (einer exakten Beschreibung) im Falle von zwei Fermionen (zwei Bosonen). Es wurde auch bewiesen, diesmal in der α6-Ordnung, das die 1/N-Methode zur systematischen Beschreibung ordnungsabhangiger Energiebeitrage fur Coulomb-Bethe-Salpeter Systeme vollig geeignet ist.

Quantum Pendellösung in Atom Diffraction by a Light Grating

Abstract: We calculate the Bragg scattering of a two-level atom from a quantized standing-wave light field. The granular nature of the radiation field is shown to produce collapse and revivals in the atom diffraction and to lead to a quantum version of the Pendellosung. Quantisierte Pendellosung und atomare Diffraktion durch ein Lichtgitter Wir berechnen die Bragg-Streuung eines Atoms mit zwei Niveaus durch das Feld einer stehenden Lichtwelle. Es wird gezeigt, das die granulare Natur des Strahlungsfeldes Kollaps und Neubeginn bei der atomaren Diffraktion erzeugt und zu einer quantisierten Version der Pendellosung fuhrt.

Quantum General Relativity, Torsion and Uncertainty Relations

Abstract: It is shown that in gravitational theories with torsion one is led to commutation rules corresponding to Landau-Peierls type uncertainty relations. Quantisierte allgemeine Relativitatstheorie, Torsion und Unscharferelationen Es wird gezeigt, das man in Gravitationstheorien mit Torsion zu Vertauschungsregeln gefuhrt wird, die Landau-Peierls-artigen Unscharferelationen entsprechen.

Unitary Information Ether and its Possible Applications

Abstract: The idea of information ether as the unitary information field is developed. It rests on the assumption that the notion of information is a fundamental category in the description of reality and that it can be defined independently from the notion of probability itself. It is shown that the information ether provides a deterministic background for the nonlinear wave hypothesis and quantum cybernetics. Unitarischer Informationsather und seine mogliche Anwendung Die Idee des Informationsathers als eines unitarischen Informationsfeldes ist entwickelt worden. Sie basiert auf der Annahme, das der Informationsbegriff eine fundamentale Kategorie in der Beschreibung der Realitat ist, und das der Informationsbegriff unabhangig von dem Wahrscheinlichkeitsbegriff selbst bestimmt werden kann. Es wurde auch gezeigt, das der Informationsather einen deterministischen Hintergrund fur die nicht-lineare Wellenhypothese und Quantenkybernetik liefert.

On the Locality of the No Hair Conjecture and the Measure of the Universe

Abstract: The reently proposed proof by Jensen and Stein-Schabes of the No Hair Theorem for inhomogeneous spacetimes is analyzed, putting a special emphasis on the asymptotic behavior of the shear and curvature. It is concluded that the theorem only holds locally, and the minimum size a region should be is estimated in order for it to inflate. The assumptions used in the theorem are discussed in detail. The last section speculates about the possible measure of the set of spacetimes that would undergo inflation.

Reaction Dynamics of Heavy Ion Collisions Studied by Hard Photon Emission

Abstract: The role of photons as a probe of heavy ion reaction dynamics is discussed. Experimental data on the systems 16O + W and 92Mo + 92Mo illustrate that hard photons render a time differential information on the evolution of heavy ion collisions ranging from proton — neutron bremsstrahlung in the initial phase to thermal emission from highly excited reaction products in the last stage of the reaction. Measured hard photon multiplicities provide in addition a new approach to determine the impact parameter of heavy ion collisions. A systematics of hard photon emission probabilities reveals the role of the nucleonic Fermi motion in the collision zone. Prospects for future experiments focussing on photon and neutral meson production at relativistic bombarding energies are outlined. Untersuchungen der Reaktionsdynamik von Schwerionenreaktionen uber die Emission hochenergetischer Photonen Die Bedeutung von Photonen als Sonden fur die Reaktionsdynamik von Schwerionenstosen wird diskutiert. Experimentelle Daten zu den Systemen 16O + W und 92Mo + 92Mo zeigen, das Photonen uber Proton-Neutron Bremsstrahlung aus der Anfangsphase bis zur thermischen Emission aus hochangeregten Reaktionsprodukten in der Endphase der Reaktion Aussagen zum zeitlichen Ablauf von Schwerionenstosen ermoglichen. Gemessene Photonenmultiplizitaten bieten zusatzlich ein neues Verfahren zur Bestimmung des Stosparameters in Schwerionenreaktionen. Eine Systematik der Photonenemissionswahrscheinlichkeiten verdeutlicht, das aus den Photonendaten auf die Impulsverteilung der Nukleonen in der Reaktionszone geschlossen werden kann. Abschliesend werden die Perspektiven fur zukunftige Experimente und neue physikalische Fragestellungen bei relativistischen Schwerionenstosen dargelegt.

Relaxation of Translational Energy in Binary Mixtures of Dilute Gases Composed of Hard Spheres

Abstract: Analytical expressions for the relaxation time τ necessary for the equilibration of translational energies of components in binary mixtures of dilute gases composed of hard spheres are derived. An expression for the collision number Z describing the mean number of collisions of one particle during the relaxation time is also given. The derivation has been performed for the very beginning of the relaxation and we choose the initial translational energy of the sort which is in excess to be equal to zero. Computer results obtained by a direct simulation method of solution of the Boltzmann equation do not only confirm these results but also show them to be valid for a relatively long part of the equilibration. Relaxation der Translationsenergie in binaren Gemischen verdunnter Gase bestehend aus harten Kugeln Es werden Ausdrucke fur die Relaxationszeit τ beim Ausgleich der kinetischen Energie der Translationsfreiheitsgrade zwischen den Komponenten eines binaren Gemisches von verdunnten Gasen abgeleitet. Auch ein Ausdruck fur die Zahl Z der Stose, die ein Teilchen im Mittel wahrend der Relaxationszeit erleidet, ist angegeben. Die Ableitung erfolgte fur den unmittelbaren Beginn der Relaxation. Die kinetische Energie der Komponente, die im Uberschus vorhanden ist, ist gleich Null gesetzt. Computersimulationen, die mittels eines direkten Simulationsverfahrens zur Losung der Boltzumanngleichung ausgefuhrt wurden, bestatigen diese Resultate. Sie zeigen auserdem, das die Ergebnisse fur einen relativ langen Zeitraum wahrend der Relaxation gelten.

Theoretical analysis of the Einstein relation in n-channel inversion layers on A3IIB2V semiconductors under magnetic quantization

Abstract: We have investigated the Einstein relation in n-channel inversion layers on A3IIB2V semiconductors at low temperatures on the basis of a newly derived dispersion relation of the carriers under arbitrary magnetic quantization for the general case which occurs from the consideration of the anisotropies of the band parameters within the frame work of k · p formalism. It is found by incorporating both the effects of electron spin and broadening of Landau levels, using n-Cd3As2 as an example, that the theoretical formulation is in qualitative agreement with the suggested experimental method of determining the Einstein relation in degenerate semiconductors having arbitrary dispersion law. In addition, the corresponding well-known results for bulk specimens of two band Kane model both in the presence and absence of magnetic quantization, are also obtained from the generalized expressions as special cases. Theoretische Analyse der Einstein-Relation in n-Kanalinversionsschichten eines A3IIB2V-Halbleiters bei magnetischer Quantisierung Wir haben die Einstein-Relation in n-Kanalinversionsschichten in A3IIB2V Halbleitern bei niedrigen Temperaturen auf der Basis einer neu abgeleiteten Dispersionsrelation der Ladungstrager unter willkurlicher magnetischer Quantisierung im allgemeinen Fall, der im Rahmen des kp-Formalismus bei Anisotropie der Bandparameter auftritt, untersucht. Berucksichtigt man sowohl die von den Elektronenspins hervorgerufenen Effekte als auch die Verbreiterung der Landau-Niveaus, so ergibt sich fur das Beispiel n-Cd3As2 eine qualitative Ubereinstimmung der theoretischen Voraussage mit experimentellen Ergebnissen, gewonnen nach der vorgeschlagenen Methode zur Bestimmung der Einstein-Relation in degenerierten Halbleitern mit beliebiger Dispersionsrelation. Von den allgemeinen Ausdrucken last sich als Spezialfall das bekannte Ergebnis des 2-Band-Kane-Modells des Volumenfalls bei Gegenwart oder Abwesenheit magnetischer Quantisieruug ablesen.

Derivation of Composite Particle Dynamics by Weak Mapping of Quantum Fields

Abstract: Alternatively to path integrals quantum fields can be characterized by functional equations. Weak mappings of quantum fields are defined by mappings between such functional equations. This is exemplified for a regularized nonlinear spinor field theory and a boson theory of bound states. A corresponding weak mapping theorem is derived. In the appendix strong mappings, i.e. operator mappings are critically discussed. Ableitung der Dynamik zusammengesetzter Teilchen durch schwache Abbildung von Quantenfeldern Alternativ zu Pfadintegralen konnen Quantenfelder durch Funktionalgleichungen charakterisiert werden. Schwache Abbildungen von Quantenfeldern werden definiert durch Abbildungen zwischen den zugeordneten Funktionalgleichungen. Dies wird am Beispiel einer regularisierten nichtlinearen Spinorquantenfeldtheorie und einer Bosontheorie fur gebundene Zustande ausgefuhrt. Ein entsprechendes schwaches Abbildungstheorem wird abgeleitet. Im Anhang werden starke Abbildungen, d. h. Operatorabbildungen kritisch diskutiert.

Theoretical Experiments on Multiphoton-Assisted Electron-Atom Scattering†

Abstract: We present the results of numerical experiments in which electron-atom scattering occurs in the presence of a strong laser field. We compare our results for both forward and backward scattering with previous theoretical work in both strong-field and weak-field regimes. Theoretische Experimente zu vielphotonenunterstutzter Elektron-Atomstreuung Wir stellen die Ergebnisse numerischer Experimente, in welchen eine Elektron-Atomstreuung bei Anwesenheit eines starken Laserfeldes auftritt, vor. Die Ergebnisse, fur sowohl Vorwarts- als auch Ruckwartsstreuung, werden mit alteren theoretischen Arbeiten in Regimen mit starkem und schwachem Feld verglichen.

Charged Black Holes and Multidimensional Gravity

Abstract: A multidimensional generalization of the Reissner-Nordstrom solution of general relativity is obtained for the case of n Ricci-flat internal spaces. A two-parameter family of black-hole solutions for an arbitrary dimensionality D is selected. Nontrivial black holes with D>4 are shown to exist only with a nonzero electric charge. Observational consequences are discussed, in particular, a violation of Coulomb's law

Lifetime‐Measurements of Selectively Excited Molecular Levels

Abstract: A synchroneously pumped mode-locked cavity-dumped dye laser, which delivers nearly Fourier-limited output pulses with 20 W peak power, 500 ps pulsewidth and 1.5 GHz spectral bandwidth is used to populate selected rovibronic levels in excited electronic states of alkali molecules. The laser induced fluorescence is filtered through a monochromator and the lifetimes of individual rovibronic levels are determined with the single photon delayed coincidence technique. The influence of different perturbations on the lifetimes is investigated and discussed. Lebensdauermessungen an selektiv angeregten Molekulniveaus Mit einem synchron gepumpten modengekoppelten Farbstofflaser, der fast Fourierbegrenzte Pulse mit 20 W Spitzenleistung, 500 ps Dauer und 1.5 GHz spektraler Bandbreite liefert, werden einzelne Schwingungs-Rotations-Niveaus in elektronisch angeregten Zustanden von Alkali-Dimeren selektiv bevolkert und ihre Lebensdauern mit Hilfe der Photonenzahltechnik mit verzogerter Koinzidenz gemessen. Der Einflus verschiedener molekularer Storungen (Pradissoziation, Spin-Bahn-Kopplung) auf die Lebensdauern individueller Niveaus wird untersucht und die daraus gewonnenen Erkenntnisse diskutiert.

On a Lorentz non-invariant generalization of the Dirac equation

Abstract: A generalized Dirac equation is presented as a model theory of disturbed Lorentz invariance. The physical properties of this model and experimental consequences are discussed. A program is described how such Lorentz noninvariant equations may be produced by cosmological induction of local causal structure. Uber eine nicht-Lorentz-invariante Verallgemeinerung der Dirac-Gleichung Es wird eine Verallgemeinerung der Dirac-Gleichung als Modelltheorie fur Storungen der Lorentz-Invarianz entwickelt. Die physikalischen Eigenschaften dieses Modells sowie seine experimentellen Konsequenzen werden diskutiert. Wesentliches Merkmal des Modells ist eine komplexe Lichtkegelstruktur, die zu einem spinabhangigen Ausbreitungsverhalten fuhrt. Ein mogliches Programm wird beschrieben, nachdem Gleichungen, die nicht Lorentz-invariant sind, als Folge einer kosmischen Induktion der lokalen Kausalstruktur im Sinne des Machschen Prinzips interpretiert werden konnen.

Macroscopic state of gases in a light field

Abstract: We consider a gas or a gas mixture in a radiation field. The microscopic evolution equations for the distribution functions for the various particle states are separated into a rapid and a slow time scale. This separation defines the relevant quantities that specify the macroscopic state of the system. The evolution equations for the macroscopic variables take the form of a modified diffusion equation in the case of a dilute vapor in a buffer gas, and of generalized Navier-Stokes equations for a single-component gas. The equations contain light-induced fluxes as source terms, and the transport coefficients are modified by the light. Makroskopischer Zustand von Gasen im Lichtfeld Wir betrachten ein Gas oder Gasgemisch in einem Strahlungsfeld. Die mikroskopischen Entwicklungsgleichungen fur die Verteilungsfunktionen der verschiedenen Teilchenzustande werden in einen schnellen und einen langsamen Zeitbereich separiert. Diese Separation definiert die relevanten Grosen, die den makroskopischen Zustand des Systems beschreiben. Die Entwicklungsgleichungen fur die makroskopischen Variablen haben im Falle verdunnten Dampfes in einem Puffergas die Form einer modifizierten Diffusionsgleichung und im Falle eines einkomponentigen Gases die Form einer verallgemeinerten Navier-Stokes-Gleichung. Die Gleichungen enthalten lichtinduzierte Flusse als Quelltherme, und die Transportkoeffizienten sind durch das Licht modifiziert.

Strahlteilungs‐ und Interferenzexperimente mit Photonenpaaren

Abstract: Wir fuhren eine Reihe von elementaren optischen Experimenten mit einem nichtklassischen Lichtfeld durch, das uber parametrische Fluoreszenz erzeugt wird und die Besonderheit aufweist, das die Photonen ausschlieslich paarweise auftreten. Beim Auftreffen auf einen verlustfreien, teildurchlassigen Spiegel werden die Photonen eines Paares gemas einer Binomialverteilung auf das reflektierte und das transmittierte Bundel verteilt. Dieses Ergebnis ist unabhangig vom Koharenzgrad. Die beobachtete Invarianz der Verteilung kann auf eine Balance zwischen quantenmechanischen Stimulations- und Interferenzeffekten in den Ein- und Ausgangsarmen des Strahlteilers zuruckgefuhrt werden. Beim zweimaligen Durchlaufen eines Strahlteilers in einem Michelson-Interferometer treten Interferenzen zwischen den verschiedenen moglichen Zweiphotonenzustanden im Interferometer auf. Das Korrelations-Interferogramm fur Photonenpaare besitzt eine hohere Auflosung als das Intensitats-Interferogramm fur die Transmission einzelner Photonen. Wir deuten dieses Verhalten als quantenmechanische Interferenz zwischen der groseren Zahl von Moglichkeiten, die ein Photonenpaar im Vergleich zu einzelnen Photonen hat, das Interferometer zu durchlaufen. Die Anwendung dieser Uberlegungen auf Lichtfelder mit Paaren von Photonen unterschiedlicher Energie fuhrt zu Korrelations-Interferogrammen, die deutlich von den mit klassischen Feldern aufgenommenen Interferogrammen abweichen. Beam Splitting and Interference Experiments with Photon Pairs We perform a series of elementary optical experiments with a nonclassical lightfield generated in the process of spontaneous parametric down-conversion. This lightfield consists of photon pairs only. When the photon pairs fall on a lossless beam splitter the photons are distributed among the transmitted and reflected beam according to the binomial distribution. The result is independent of the degree of coherence. The invariance of the distribution can be understood as a balance between quantum mechanical stimulation and interference effects in the input and output arms of the beam splitter. In application to a Michelson interferometer in which the beam splitter is passed twice we have to consider interferences between the possible two-photon states. Compared to conventional Michelson interferograms the measured correlation interferogram for photon pairs exhibits a higher resolution. We explain this behavior as due to quantum mechanical interference between the larger number of ways a photon pair can traverse the interferometer compared to single photons. Applied to lightfields in which the photons of a pair have different energies these considerations lead to correlation interferograms which differ significantly from those recorded with classical lightfields.

Forward-Backward Coupling in Superfluorescence

Abstract: It is shown that — within the framework of an idealized model with taking into account backscattering at density fluctuations — there is a number NK of atoms such that for an atomic number N ≫ NK forward-backward independence will be found while N ≪ NK leads to synchronized superfluorescence pulses in both directions. Vorwarts-ruckwarts-Kopplung bei Superfluoreszenz Im Rahmen eines idealisierten Modells mit Berucksichtigung von Ruckwartsstreuung an Dichtefluktuationen wird gezeigt, das es eine kritische Atomzahl NK gibt derart, das fur Atomzahlen N ≫ NK Unabhangigkeit der Strahlung in Vor- und Ruckwartsrichtung zu fin-den ist, wahrend N ≪ NK zu synchronisierten Superfluoreszenzimpulsen in beide Richtungen fuhrt.