광자와 양자 결맞음성 ( 2005 년 노벨 물리학상 )

광자와 양자 결맞음성(2005 년 노벨 물리학상 )

인하대 , 김기식

2#

Roy J. Glauber John L. Hall Theodor W. Hänsch

2005년 노벨 물리학상 수상자들

3#

James Clerk Maxwell

4#

Max Planck

5#

Sin-Itiro Tomonaga

Julian Schwinger

Richard P.

Feynman

양자 전자기학 (Quantum Electrodynamics)

6#

잃어버린 매뉴얼을 찾아서

현상 법칙게임 규칙

현상 법칙

?

?

스포츠 정신

7#

Quest for dream

8#

A. 광자와 양자 이론

파동 : 입자 = 물 : 기름파동 /입자의 이중성

9#

10#

반사와 복사

11#

흑체복사 스펙트럼

12#

흑체복사와 통화유통의 비유

온도 경기 활성도

1,000 원5,000 원만원

13#

호경기와 불경기

1,000 원

1,000 원

5,000 원

5,000 원

만원 만원

T

색깔

14#

고전물리로 회귀

15#

• Continuum vs Discreteness

• Countable vs Uncountable

• Divisible vs Indivisible

16#

살다발 가르개 (beam Splitter)

50/50

17#

50/50

전부 또는 전무

18#

50/50

또는

19#

마하 -젠더 (Mach-Zehnder) 의 간섭 실험

50/50

50/50

20#

경로의 간섭

21#

영 (Young)의 간섭 실험

광원 S

A1

A2

B

t

TRAt

TRAtB

22

sin22

sin, 2211

22#

2

121 m

mRR

: 보강간섭

: 상쇄간섭

23#

빨강 (R), 파랑 (B), 그리고 보라(V)

기본 개념 대 혼합 개념

24#

관측 사실 : 광자 (Photon)

에너지의 양자화

양자역학

Q-number C-number 연산자 수

25#

양자화의 대가

(1) 결정론 -> 확률론

(2) 상보성 원리

(3) 파동 /입자의 이중성

(4) 불확정성 원리

(5) 기타

26#

동일과 유사

27#

B. 양자 광학과 결맞음성

빛의 측정 광자의 검출

빛의 변화 광자의 소멸

28#

29#

고전적 결맞음성

30#

31#

Hanbury Brown and Twiss 실험 ( 광자 뭉침 )

가

나

1D

2D

Star Detector

RL

d

32#

가

나

1D

2D

가

나

1D

2D

가

나

1D

2D

가

나

1D

2D

33#

34#

광자 흩어짐 (Anti-bunching)

35#

광자들의 양 (+) 또는 음 (-)의 상관관계

어느 한 지점에서 광자를 발견하였을 때 , 그 근처에서 또 다른 광자를 발견할 확률은 ?

어떤 시각에 광자를 발견하였을 때 , 곧 이어 또 다른 광자를 발견할 확률은 ?

36#

고전적 확률 vs 양자적 확률

)()()(ˆ 2 vdvOvPO NN

1)()( 2 vdvP

0)(

0)(

vP

vP : 고전적 확률

: 양자적 확률

37#

비고전적 빛

(1)가장 보편적인 비고전적 빛의 정의는 무엇일까 ?

(2)비고전적 빛의 정량적인 척도

(3)비고전적 빛의 광원

(4)비고전성과 다중 모드 얽힘성의 관계

38#

Thank you!