Theoretische Quantenoptik 1
Theoretical Quantum Optics 1

Modul PH2029

Diese Modulbeschreibung enthält neben den eigentlichen Beschreibungen der Inhalte, Lernergebnisse, Lehr- und Lernmethoden und Prüfungsformen auch Verweise auf die aktuellen Lehrveranstaltungen und Termine für die Modulprüfung in den jeweiligen Abschnitten.

Basisdaten

PH2029 ist ein Semestermodul in Deutsch oder Englisch auf Master-Niveau das im Wintersemester angeboten wird.

Das Modul ist Bestandteil der folgenden Kataloge in den Studienangeboten der Physik.

  • Allgemeiner Spezialfachkatalog Physik
  • Spezifischer Spezialfachkatalog Physik der kondensierten Materie

Soweit nicht beim Export in einen fachfremden Studiengang ein anderer studentischer Arbeitsaufwand ("Workload") festgelegt wurde, ist der Umfang der folgenden Tabelle zu entnehmen.

GesamtaufwandPräsenzveranstaltungenUmfang (ECTS)
150 h 40 h 5 CP

Inhaltlich verantwortlich für das Modul PH2029 ist Michael Hartmann.

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

The lectures are planned for two semesters. For the first part topics include:

  • quantisation, coherence properties and representations of the electromagnetic field
  • quantum phenomena in nonlinear optics, generation and applications of squeezed light
  • stochastic methods, open quantum systems and master equations
  • interaction of light with atoms

Lernergebnisse

After successfully completing the module students are able to

  • quantize a field
  • characterize the quantum state of a field
  • understand the origins of dissipation and decoherence
  • understand second quantization
  • know how to derive equations of motion for simple a system of light matter interaction and solve them

Voraussetzungen

Quantum mechanics I (mandatory), Electrodynamics (recommended) 

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

ArtSWSTitelDozent(en)Termine
VO 2 Theoretical Quantum Optics 1 einzelne oder verschobene Termine

Lern- und Lehrmethoden

keine Angabe

Medienformen

keine Angabe

Literatur

  • D.F. Walls and G.J. Milburn: Quantum Optics (Springer 2006)

The lectures will mostly follow this book

  • M.O. Scully and M.S. Zubairy: Quantum Optics (Cambridge Univ. Press 1997)

A bit more detailed than Walls and Milburn and with more emphasis on experimental applications

  • L. Mandel and E. Wolf: Optical Coherence and Quantum Optics (Cambridge 1995)

Very detailed presentation of the coherence properties of the electromagnetic field, also includes atom-photon interactions

  • C. Cohen-Tannoudji, J. Dupont-Roc and G. Grynberg: Atom-Photon Interactions (Wiley 1992)

Very detailed presentation of the theory of light-atom interaction

Modulprüfung

Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen

In einer mündlichen Prüfung wird das Erreichen der Lernergebnisse durch Verständnisfragen und Beispielaufgaben bewertet.

Die Prüfung kann in Übereinstimmung mit §12 (8) APSO auch schriftlich abgehalten werden, in diesem Fall ist der Richtwert für die Prüfungsdauer 60 Minuten.

Hinweise zu assoziierten Modulprüfungen

Die Prüfung zu diesem Modul kann auch gemeinsam mit der Prüfung zum assoziierten Folgemodul PH2108: Theoretische Quantenoptik 2 / Theoretical Quantum Optics 2 nach dem Folgesemester abgelegt werden. In diesem Fall müssen Sie sich für beide Prüfungstermine erst im Folgesemester anmelden.

Wiederholbarkeit

Eine Wiederholungsmöglichkeit wird am Semesterende angeboten. Eine Wiederholungsmöglichkeit wird im Folgesemester angeboten.

Kondensierte Materie

Wenn Atome sich zusammen tun, wird es interessant: Grundlagenforschung an Festkörperelementen, Nanostrukturen und neuen Materialien mit überraschenden Eigenschaften treffen auf innovative Anwendungen.

Kern-, Teilchen-, Astrophysik

Ziel der Forschung ist das Verständnis unserer Welt auf subatomarem Niveau, von den Atomkernen im Zentrum der Atome bis hin zu den elementarsten Bausteinen unserer Welt.

Biophysik

Biologische Systeme, vom Protein bis hin zu lebenden Zellen und deren Verbänden, gehorchen physikalischen Prinzipien. Unser Forschungsbereich Biophysik ist deutschlandweit einer der größten Zusammenschlüsse in diesem Bereich.