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1	Signatures of non-classicality in optomechanical systems Mari, Andrea January 2012 (has links) This thesis contains several theoretical studies on optomechanical systems, i.e. physical devices where mechanical degrees of freedom are coupled with optical cavity modes. This optomechanical interaction, mediated by radiation pressure, can be exploited for cooling and controlling mechanical resonators in a quantum regime. The goal of this thesis is to propose several new ideas for preparing meso- scopic mechanical systems (of the order of 10^15 atoms) into highly non-classical states. In particular we have shown new methods for preparing optomechani-cal pure states, squeezed states and entangled states. At the same time, proce-dures for experimentally detecting these quantum effects have been proposed. In particular, a quantitative measure of non classicality has been defined in terms of the negativity of phase space quasi-distributions. An operational al- gorithm for experimentally estimating the non-classicality of quantum states has been proposed and successfully applied in a quantum optics experiment. The research has been performed with relatively advanced mathematical tools related to differential equations with periodic coefficients, classical and quantum Bochner’s theorems and semidefinite programming. Nevertheless the physics of the problems and the experimental feasibility of the results have been the main priorities. / Die vorliegende Arbeit besteht aus verschiedenen theoretischen Untersuchungen von optomechanischen Systemen, das heißt physikalische Bauteile bei denen mechanische Freiheitsgrade mit Lichtmoden in optischen Kavitäten gekoppelt sind. Diese optimechanischen Wechselwirkungen, die über den Strahlungsdruck vermittelt werden, lassen sich zur Kühlung und Kontrolle von mechanischen Resonatoren im Quantenregime verwenden. Das Ziel dieser Arbeit ist es, verschiedene neue Ideen für Methoden vorzuschlagen, mit denen sich mesoskopische mechanische Systeme (bestehend aus etwa 10^15 Atomen) in sehr nicht-klassischen Zuständen präparieren lassen. Außerdem werden Techniken beschrieben, mit denen sich diese Quateneffekte experimentell beobachten lassen. Insbesondere wird ein quantitatives Maß für Nichtklassizität auf der Basis von Quasiwahrscheinlichkeitsverteilungen im Phasenraum definiert und ein operationeller Algorithmus zu dessen experimenteller Beschrieben, der bereits erfolgreich in einem quantenoptischen Experiment eingesetzt wurde. Quanten Optomechanik gequetschte Zustände nicht klassische Zustände Verschränkung Wigner Funktion Quantum Optomechanics squeezing entanglement Wigner negativity, non-classicality Physics
2	Exact Open Quantum System Dynamics – Investigating Environmentally Induced Entanglement Hartmann, Richard 22 March 2022 (has links) When calculating the dynamics of a quantum system, including the effect of its environment is highly relevant since virtually any real quantum system is exposed to environmental influences. It has turned out that the widely used perturbative approaches to treat such so-called open quantum systems have severe limitations. Furthermore, due to current experiments which have implemented strong system-environment interactions the non-perturbative regime is far from being academical. Therefore determining the exact dynamics of an open quantum system is of fundamental relevance. The hierarchy of pure states (HOPS) formalism poses such an exact approach. Its novel and detailed derivation, as well as several numerical aspects constitute the main methodical part of this work. Motivated by fundamental issues but also due to practical relevance for real world devices exploiting quantum effects, the entanglement dynamics of two qubits in contact with a common environment is investigated extensively. The HOPS formalism is based on the exact stochastic description of open quantum system dynamics in terms of the non-Markovian quantum state diffusion (NMQSD) theory. The distinguishing and numerically beneficial features of the HOPS approach are the stochastic nature, the implicit treatment of the environmental dynamics and, related to this, the enhanced statistical convergence (importance sampling), as well as the fact that only pure states have to be propagated. In order to claim that the HOPS approach is exact, we develop schemes to ensure that the numerical errors can be made arbitrarily small. This includes the sampling of Gaussian stochastic processes, the multi-exponential representation of the bath correlation function and the truncation of the hierarchy. Moreover, we incorporated thermal effects on the reduced dynamics by a stochastic Hermitian contribution to the system Hamiltonian. In particular, for strong system-environment couplings this is very beneficial for the HOPS. To confirm the accuracy assertion we utilize the seemingly simple, however, non-trivial spin-boson model to show agreement between the HOPS and other methods. The comparison shows the HOPS method’s versatile applicability over a broad range of model parameters including weak and strong coupling to the environment, as well as zero and high temperatures. With the gained knowledge that the HOPS method is versatile and accurately applicable, we investigate the specific case of two qubits while focusing on their entanglement dynamics. It is well known that entanglement, the relevant property when exploiting quantum effects in fields like quantum computation, communication and metrology, is fragile when exposed to environmental noise. On the other hand, a common environment can also mediate an effective interaction between the two parties featuring entanglement generation. In this work we elucidate the interplay between these competing effects, focusing on several different aspects. For the perturbative (weak coupling) regime we enlighten the difficulties inherent to the frequently used rotating wave approximation (RWA), an approximation often applied to ensure positivity of the reduced state for all times. We show that these difficulties are best overcome when simply omitting the RWA. The seemingly unphysical dynamics can still be used to approximate the exact entanglement dynamics very well. Furthermore, the influence of the renormalizing counter term is investigated. It is expected that under certain conditions (adiabatic regime) the generation of entanglement is suppressed by the presence of the counter term. It is shown, however, that for a deep sub-Ohmic environment this expectation fails. Leaving the weak coupling regime, we show that the generation of entanglement due to the influence of the common environment is a general property of the open two-spin system. Even for non-zero temperatures it is demonstrated that entanglement can still be generated and may last for arbitrary long times. Finally, we determine the maximum of the steady state entanglement as a function of the coupling strength and show how the known delocalization-to-localization phase transition is reflected in the long time entanglement dynamics. All these results require an exact treatment of the open quantum system dynamics and, thus, contribute to the fundamental understanding of the entanglement dynamics of open quantum systems. / Bei der Bestimmung der Dynamik eines Quantensystems ist die Berücksichtigung seiner Umgebung von großem Interessen, da faktisch jedes reale Quantensystem von seiner Umgebung beeinflusst wird. Es zeigt sich, dass die viel verwendeten störungstheoretischen Ansätze starken Einschränkungen unterliegen. Außerdem, da es in aktuellen Experimenten gelungen ist starke Wechselwirkung zwischen dem System und seiner Umgebung zu realisieren, gewinnt das nicht-störungstheoretischen Regime stets an Relevanz. Dementsprechend ist die Berechnung der exakten Dynamik offener Quantensysteme von grundlegender Bedeutung. Einen solchen exakten nummerischen Zugang stellt der hierarchy of pure states (HOPS) Formalismus dar. Dessen neuartige und detaillierte Herleitung, sowie diverse nummerische Aspekte werden im methodischen Teil dieser Arbeit dargelegt. In vielerlei Hinsicht relevant folgt als Anwendung eine umfangreiche Untersuchung der Verschränkungsdynamik zweier Qubits unter dem Einfluss einer gemeinsamen Umgebung. Vor allem im Hinblick auf die experimentell realisierbare starke Kopplung mit der Umgebung ist dieses Analyse von Interesse. Der HOPS Formalismus basiert auf der stochastischen Beschreibung der Dynamik offener Quantensysteme im Rahmen der non-Markovian quantum state diffusion (NMQSD) Theorie. Der stochastische Charakter der Methode, die implizite Berücksichtigung der Umgebungsdynamik, sowie das damit verbundene Importance Sampling, als auch die Tatsache dass lediglich reine Zustände propagiert werden müssen unterscheidet diese Methode maßgeblich von anderen Ansätzen und birgt numerische Vorteile. Um zu behaupten, dass die HOPS Methode exakte Ergebnisse liefert, müssen auftretenden nummerischen Fehler beliebig klein gemacht werden können. Ein grundlegender Teil der hier vorgestellten methodischen Arbeit liegt in der Entwicklung diverser Schemata, die genau das erreichen. Dazu zählen die numerische Realisierung von Gauss’schen stochastischen Prozessen, die Darstellung der Badkorrelationsfunktion als Summe von Exponentialfunktionen sowie das Abschneiden der Hierarchie. Außerdem wird gezeigt, dass sich der temperaturabhängige Einfluss der Umgebung durch einen stochastischen Hermiteschen Beitrag zum System-Hamiltonoperator berücksichtigen lässt. Vor allem bei starker Kopplung ist diese Variante besonders geeignet für den HOPS Zugang. Um die Genauigkeitsbehauptung der HOPS Methode zu überprüfen wird die Übereinstimmung mit anderen Methode gezeigt, wobei das vermeintlich einfachste, jedoch nicht triviale spin-boson-Modell als Testsystem verwendet wird. Diese Untersuchung belegt, dass die HOPS Methode für eine Vielzahl an Szenarien geeignet ist. Das beinhaltet schwache und starke Kopplung an die Umgebung, sowie Temperatur null als auch hohe Temperaturen. Mit dem gewonnenen Wissen, dass die HOPS Methode vielseitig einsetzbar ist und genaue Ergebnisse liefert wird anschließend der spezielle Fall zweier Qubits untersucht. Im Hinblick auf die Ausnutzung von Quanteneffekten in Bereichen wie Rechentechnik, Kommunikation oder Messtechnik liegt der primäre Fokus auf der Dynamik der Verschränkung zwischen den Qubits. Es ist bekannt, dass durch von außen induziertes Rauschen die Verschränkung im Laufe der Zeit abnimmt. Andererseits weiß man auch, dass eine gemeinsame Umgebung zu einer effektiven Wechselwirkung zwischen den Qubits führt, welche Verschränkung aufbauen kann. In dieser Arbeit wird das Wechselspiel zwischen diesen beiden gegensätzlichen Effekten untersucht, wobei die folgenden Aspekte beleuchtet werden. Für den Fall schwacher Kopplung, wo eine störungstheoretische Behandlung in Frage kommt, werden die Probleme der rotating wave approximation (RWA) analysiert. Diese Näherung wird häufig verwendet um die Positivität des reduzierten Zustands zu allen Zeiten zu gewährleisten. Es wird gezeigt, dass sich diese Probleme am besten vermeiden lassen, wenn die RWA einfach weggelassen wird. Die auf den ersten Blick nicht-physikalische Dynamik ist sehr gut geeignet um die exakte Verschränkungsdynamik näherungsweise wiederzugeben. Des Weiteren wird der Einfluss der Renormalisierung des sogenannten counter terms untersucht. Unter bestimmten Voraussetzungen (adiabatisches Regime) ist zu erwarten, dass der Verschränkungsaufbau durch den counter term verhindert wird. Es zeigt sich, dass für eine sehr sub-Ohm’sche Umgebung (deep sub-Ohmic regime) diese Erwartung nicht zutrifft. Weiterhin wird der Fall starker Kopplung zwischen dem zwei-Qubit-System und der Umgebung betrachtet. Die Berechnungen zeigen das generelle Bild, dass sich zwei nicht wechselwirkende Qubits durch den Einfluss einer gemeinsamen Umgebung verschränken. Selbst bei Temperaturen größer als null kann Verschränkung aufgebaut werden und auch für beliebig lange Zeiten erhalten bleiben. In einem letzten Punkt wird das Maximum der stationären Verschränkung (Langzeit-Limes) in Abhängigkeit von der Kopplungsstärke bestimmt. Dabei wird gezeigt, dass sich der bekannte Phasenübergang von Delokalisierzung zu Lokalisierung auch in der Langzeitdynamik der Verschränkung widerspiegelt. All diese Erkenntnisse erfordern eine exakte Behandlung der offenen Systemdynamik und erweitern somit das fundamentalen Verständnis der Verschränkungsdynamik offener Quantensysteme. info:eu-repo/classification/ddc/530 ddc:530
3	Interplay of excitation transport and atomic motion in flexible Rydberg aggregates Leonhardt, Karsten 24 November 2016 (has links) (PDF) Strong resonant dipole-dipole interactions in flexible Rydberg aggregates enable the formation of excitons, many-body states which collectively share excitation between atoms. Exciting the most energetic exciton of a linear Rydberg chain whose outer two atoms on one end are closely spaced causes the initiation of an exciton pulse for which electronic excitation and diatomic proximity propagate directed through the chain. The emerging transport of excitation is largely adiabatic and is enabled by the interplay between atomic motion and dynamical variation of the exciton. Here, we demonstrate the coherent splitting of such pulses into two modes, which induce strongly different atomic motion, leading to clear signatures of nonadiabatic effects in atomic density profiles. The mechanism exploits local nonadiabatic effects at a conical intersection, turning them from a decoherence source into an asset. The conical intersection is a consequence of the exciton pulses moving along a linear Rydberg chain and approaching an additional linear, perpendicularly aligned Rydberg chain. The intersection provides a sensitive knob controlling the propagation direction and coherence properties of exciton pulses. We demonstrate that this scenario can be exploited as an exciton switch, controlling direction and coherence properties of the joint pulse on the second of the chains. Initially, we demonstrate the pulse splitting on planar aggregates with atomic motion one-dimensionally constrained and employing isotropic interactions. Subsequently, we confirm the splitting mechanism for a fully realistic scenario in which all spatial restrictions are removed and the full anisotropy of the dipole-dipole interactions is taken into account. Our results enable the experimental observation of non-adiabatic electronic dynamics and entanglement transport with Rydberg atoms. The conical intersection crossings are clearly evident, both in atomic mean position information and excited state spectra of the Rydberg system. This suggests flexible Rydberg aggregates as a test-bench for quantum chemical effects in experiments on much inflated length scales. The fundamental ideas discussed here have general implications for excitons on a dynamic network. Rydberg Atome Exzitonen konische Überschneidung Exzitonen Schalter Exzitonen Router Rydberg atoms excitons conical intersection transport and control of entanglement exciton switch exciton router ddc:530 rvk:UP 3710 Atom Exziton Verschränkter Zustand Schalter Router Quantenphysik Atomphysik Steuerung Kontrolle
4	Wellenleiterquantenelektrodynamik mit Mehrniveausystemen Martens, Christoph 18 January 2016 (has links) Mit dem Begriff Wellenleiterquantenelektrodynamik (WQED) wird gemeinhin die Physik des quantisierten und in eindimensionalen Wellenleitern geführten Lichtes in Wechselwirkung mit einzelnen Emittern bezeichnet. In dieser Arbeit untersuche ich Effekte der WQED für einzelne Dreiniveausysteme (3NS) bzw. Paare von Zweiniveausystemen (2NS), die in den Wellenleiter eingebettet sind. Hierzu bediene ich mich hauptsächlich numerischer Methoden und betrachte die Modellsysteme im Rahmen der Drehwellennäherung. Ich untersuche die Dynamik der Streuung einzelner Photonen an einzelnen, in den Wellenleiter eingebetteten 3NS. Dabei analysiere ich den Einfluss dunkler bzw. nahezu dunkler Zustände der 3NS auf die Streuung und zeige, wie sich mit Hilfe stationärer elektrischer Treibfelder gezielt auf die Streuung einwirken lässt. Ich quantifiziere Verschränkung zwischen dem Lichtfeld im Wellenleiter und den Emittern mit Hilfe der Schmidt-Zerlegung und untersuche den Einfluss der Form der Einhüllenden eines Einzelphotonpulses auf die Ausbeute der Verschränkungserzeugung bei der Streuung des Photons an einem einzelnen Lambda-System im Wellenleiter. Hier zeigt sich, dass die Breite der Einhüllenden im k-Raum und die Emissionszeiten der beiden Übergänge des 3NS die maßgeblichen Parameter darstellen. Abschließend ergründe ich die Emissionsdynamik zweier im Abstand L in den Wellenleiter eingebetteter 2NS. Diese Dynamik wird insbesondere durch kavitätsartige und polaritonische Zustände des Systems aus Wellenleiter und Emitter ausschlaggebend beeinflusst. Bei der kollektiven Emission der 2NS treten - abhängig vom Abstand L - Sub- bzw. Superradianz auf. Dabei nimmt die Intensität dieser Effekte mit längerem Abstand L zu. Diese Eigenart lässt sich auf die Eindimensionalität des Wellenleiters zurückführen. / The field of waveguide quantum electrodynamics (WQED) deals with the physics of quantised light in one-dimensional (1D) waveguides coupled to single emitters. In this thesis, I investigate WQED effects for single three-level systems (3LS) and pairs of two-level systems (2LS), respectively, which are embedded in the waveguide. To this end, I utilise numerical techniques and consider all model systems within the rotating wave approximation. I investigate the dynamics of single-photon scattering by single, embedded 3LS. In doing so, I analyse the influence of dark and almost-dark states of the 3LS on the scattering dynamics. I also show, how stationary electrical driving fields can control the outcome of the scattering. I quantify entanglement between the waveguide''s light field and single emitters by utilising the Schmidt decomposition. I apply this formalism to a lambda-system embedded in a 1D waveguide and study the generation of entanglement by scattering single-photon pulses with different envelopes on the emitter. I show that this entanglement generation is mainly determined by the photon''s width in k-space and the 3LS''s emission times. Finally, I explore the emission dynamics of a pair of 2LS embedded by a distance L into the waveguide. These dynamics are primarily governed by bound states in the continuum and by polaritonic atom-photon bound-states. For collective emission processes of the two 2LS, sub- and superradiance appear and depend strongly on the 2LS''s distance: the effects increase for larger L. This is an exclusive property of the 1D nature of the waveguide. Quantenoptik Photon Photonik Atom Photonische Kristalle Wellenleiter EIT Dunkler Zustand Bandlücke Dispersionsrelation Verschränkung Schmidt-Zerlegung Superradianz Subradianz Krylov-Unterraum Wellenfunktion Schrödingergleichung CROW Wechselwirkung nächster Nachbarn quantum optics photon waveguide atom photonics EIT dark state band gap dispersion relation entanglement Schmidt decomposition superradiance subradiance Krylov subspace wave function Schrödinger equation photonic crystal CROW nearest-neighbour coupling 530 Physik 29 Physik, Astronomie UH 5600 ddc:530
5	Linear and non-linear properties of light Dietz, Otto 12 April 2016 (has links) Alle optischen Systeme haben den gleichen Zweck: Sie manipulieren Eigenschaften des Lichts, durch Interaktion mit Materie. In dieser Arbeit werden zwei wichtige Teilaspekte aus diesem Kontext untersucht, im linearen und im nicht-linearen Bereich. In Teil I werden die bekannten Bragg-Reflexionen in neuem Licht betrachtet. Bragg Reflexion findet statt, wenn Licht mit einem periodischen Medium interagiert. Die Bragg-Bedingung verknüpft den Gitterabstand in einem Kristall mit der Wellenlänge, die von ihm reflektiert wird. In dieser Arbeit werden die Bragg Reflexionen in gewellten Wellenleitern untersucht. Es wird gezeigt, dass die Bragg-Bedingung nicht ausreicht, um die Streuung in diesen Wellenleitern zu verstehen. Es wird numerisch und analytisch demonstriert, dass unebene Ränder eine neue Reflexionsbedingung schaffen, die über das einfache Bragg-Bild hinausgeht. Dieser Streueffekt, der Square Gradient Bragg-Mechanismus ist aus statistischen Streuansätzen bekannt. Er hängt mit der Krüummung des Randes zusammen und hat einen starken Einfluss auf die Wellenleitung in diesen Systemen. In dieser Arbeit wird die erste allgemeine Theorie für den Square Gradient Bragg Streumechanismus vorgestellt, die es ermöglicht, Voraussagen für einzelne Wellenleiter mit beliebig deformierten Rändern zu treffen. Eine weitere wichtige Eigenschaft des Lichts wird in Teil II dieser Arbeit untersucht: Die Verschränkung zwischen zwei Photonen. Verschränkung ist ein intuitiv nicht verständliches Phänomen, weil es in der uns umgebenden klassischen Welt kein Analogon hat. Insbesondere verletzt es unsere implizite Annahme eines lokalen Realismus, weil voneinander entfernte Teilchen scheinbar instantan miteinander wechselwirken können. In dieser Arbeit wird eine neue und verstimmbare Quelle für verschränkte Photonen entworfen. Die Photonenpaare werden in nicht-linearen Kristallen erzeugt, aber ihre Verschränkung wird rein geometrisch erzwungen. Dieser geometrische Ansatz erlaubt es, die Frequenz der Photonen einzustellen. Hier übertrifft diese neue Quelle ihre Vorgänger, die ausführlich besprochen werden. Die Verschränkung der erzeugten Photonen wird experimentell nachgewiesen. / Any optical experiment, any optical technology is only about one thing: Manipulating the properties of light through interaction with matter. This thesis will address two important issues in this broad context, in the linear and in the non-linear regime. In Part I, the well-known Bragg reflection is revised. Bragg reflection takes place whenever light interacts with a periodic structure. The famous Bragg condition relates the lattice spacing in a crystal to the wavelength which is effectively reflected by that lattice. In this thesis the Bragg reflection in dielectric waveguides is investigated. It is shown that the Bragg condition is not sufficient to describe the scattering situation in waveguides with corrugated boundaries. It is demonstrated, analytically and numerically, that corrugated boundaries cause a new type of reflection condition, which goes beyond the Bragg picture. This scattering mechanism, the Square Gradient Bragg Scattering, is known from statistical scattering approaches. It is connected to the curvature of the boundary and has a strong influence on the wave propagation in these systems. Here the first general theory for Square Gradient Bragg Scattering is presented, which allows for making predictions for single corrugated waveguides with arbitrary boundaries. Another important property of light is investigated in Part II of this thesis: The entanglement of two photons. Entanglement is a counter-intuitive phenomenon, because it has no classical analogy. It especially violates our assumption of local realism, because distant particles seemingly act on each other instantaneously. In this thesis a new tunable and portable source of photon pairs is designed. The photon pairs are created in non-linear crystals, but their entanglement is enforced in a purely geometrical manner. This geometrical approach makes the setup tunable. This is where the new design supersedes its predecessor, which will be discussed in detail. The entanglement of the generated photons is demonstrated experimentally. Wellenleiter Verschränkung Bragg Randunordnung Square Gradient Krümmung nicht-lineare Kristalle folded-sandwich Photonenpaare reflection scattering surface waveguide square gradient scattering curved rough corrugated boundaries boundary Bragg SPDC Sagnac folded-sandwich geometrical folded-sandwich 530 Physik 29 Physik, Astronomie UH 5690 UK 8200 ddc:530
6	Interplay of excitation transport and atomic motion in flexible Rydberg aggregates Leonhardt, Karsten 18 October 2016 (has links) Strong resonant dipole-dipole interactions in flexible Rydberg aggregates enable the formation of excitons, many-body states which collectively share excitation between atoms. Exciting the most energetic exciton of a linear Rydberg chain whose outer two atoms on one end are closely spaced causes the initiation of an exciton pulse for which electronic excitation and diatomic proximity propagate directed through the chain. The emerging transport of excitation is largely adiabatic and is enabled by the interplay between atomic motion and dynamical variation of the exciton. Here, we demonstrate the coherent splitting of such pulses into two modes, which induce strongly different atomic motion, leading to clear signatures of nonadiabatic effects in atomic density profiles. The mechanism exploits local nonadiabatic effects at a conical intersection, turning them from a decoherence source into an asset. The conical intersection is a consequence of the exciton pulses moving along a linear Rydberg chain and approaching an additional linear, perpendicularly aligned Rydberg chain. The intersection provides a sensitive knob controlling the propagation direction and coherence properties of exciton pulses. We demonstrate that this scenario can be exploited as an exciton switch, controlling direction and coherence properties of the joint pulse on the second of the chains. Initially, we demonstrate the pulse splitting on planar aggregates with atomic motion one-dimensionally constrained and employing isotropic interactions. Subsequently, we confirm the splitting mechanism for a fully realistic scenario in which all spatial restrictions are removed and the full anisotropy of the dipole-dipole interactions is taken into account. Our results enable the experimental observation of non-adiabatic electronic dynamics and entanglement transport with Rydberg atoms. The conical intersection crossings are clearly evident, both in atomic mean position information and excited state spectra of the Rydberg system. This suggests flexible Rydberg aggregates as a test-bench for quantum chemical effects in experiments on much inflated length scales. The fundamental ideas discussed here have general implications for excitons on a dynamic network. info:eu-repo/classification/ddc/530 ddc:530
7	Die Einzelnen und ihre Energie: Der Blick auf den Menschen in der Sicht der Wissenschaft Das Familienstellen, die Verschränkung und die Epigenetik Fischer, Ernst Peter 29 January 2019 (has links) Das Familienstellen, das Stellen von Familienkonstellationen, das auch als System- Aufstellung bezeichnet wird, stellt ein therapeutisches Verfahren dar, das seit den 1970er Jahren immer mehr Zuspruch und Anwendung in der Psychiatrie findet und inzwischen auch in Unternehmen eingesetzt wird, um Entscheidungen in komplexen Situationen und in sich permanent wandelnden Kontexten zu treffen oder den Sand im Getriebe ausfindig zu machen, der die Betriebsabläufe stört. Der vielfach angemerkte Erfolg des Familienstellens bringt die Herausforderung von wissenschaftlichen Erklärungen mit sich, wobei in diesem Beitrag Vorschläge gemacht werden, die sich vor allem in der Quantenphysik umschauen und bei der Epigenetik bedienen. Es gehört zu den spannenden Fragen der Gegenwart, wie man „Von der Quantenphysik zum Bewusstsein“ und damit zu den Einflüssen der Familienkonstellation auf den Einzelnen in der Gruppe kommt. Eine wichtige Rolle spielt dabei das Konzept der Energie, deren Eigenschaft, unzerstörbar zu sein, mehr Aufmerksamkeit im humanen Bereich verdient, als ihr bisher zugestanden wird. info:eu-repo/classification/ddc/300 ddc:300 info:eu-repo/classification/ddc/333.7 ddc:333.7 info:eu-repo/classification/ddc/100 ddc:100
8	Triply-Resonant Cavity-Enhanced Spontaneous Parametric Down-Conversion Ahlrichs, Andreas 22 July 2019 (has links) Die verlässliche Erzeugung einzelner Photonen mit wohldefinierten Eigenschaften in allen Freiheitsgraden ist entscheidend für die Entwicklung photonischer Quantentechnologien. Derzeit basieren die wichtigsten Einzelphotonenquellen auf dem Prozess der spontanen parameterischen Fluoreszenz (SPF), bei dem ein Pumpphoton in einem nichtlinearen Medium spontan in ein Paar aus Signal und Idlerphotonen zerfällt. Resonator-überhöhte SPF, also das Plazieren des nichtlinearen Mediums in einem optischen Resonator, ist ein weit verbreitetes Verfahren, um Einzelphotonenquellen mit erhöhter Helligkeit und angepassten spektralen Eigenschaften zu konstruieren. Das Anpassen der spektralen Eigenschaften durch gezielte Auswahl der Resonatoreigenschaften ist besonders für hybride Quantentechnologienvon Bedeutung, welche darauf abzielen, unterschiedliche Quntensysteme so zu kombinieren, dass sich deren Vorteile ergänzen. Diese Arbeit stellt eine umfassende theoretische und experimentelle Analyse der dreifach resonanten SPF vor. Das aus der Literatur bekannte theoretische Modell wird diesbezüglich verbessert, dass der Einfluss sämtlicher Eigenschaften des Resonators auf die wichtigen experimentellen Größen (z.B. die Erzeugungsrate) gezielt ausgewertet werden kann. Dieses verbesserte und hoch genaue Modell stellt eine wichtige Grundlage für die Entwicklung und Optimierung neuartiger Photonenpaarquellen dar. Im experimentellen Teil dieser Arbeit wird der Aufbau und die Charakterisierung einer dreifach resonanten Photonenpaarquellen präsentiert. Die neu entwickelte digitale Regelelektronik sowie ein hochstabiler, schmalbandiger Monochromator welcher auf monolitischen, polarisationsunabhängigen Fabry-Pérot Resonatoren basiert, werden vorgestellt. Indem diese temperaturstabilisierten Resonatoren als Spetrumanalysator verwendet werden, wird zum ersten Mal die Frequenzkammstruktur des Spektrums der erzeugten Signal- und Idlerphotonen nachgewiesen. Des Weiteren wird der Einfluss der Pumpresonanz auf die Korrelationsfunktion und die Zweiphotoneninterferenz von Signal- und Idlerphotonen simuliert und vermessen. Abschließend werden Experimente aus dem Bereich der hybriden Quantennetzwerke präsentiert, in welchen Quantenfrequenzkonversion verwendet wird um die erzeugten Signalphotonen in das Telekommunikationsband zu transferieren. Dabei wird nachgewiesen, dass das temporale Wellenpaket durch die Konversion nicht beeinflusst wird und aufgezeigt, wie Quantennetzwerke von kommerziellen Telekommunikationstechnologien profitieren können. / The consistent generation of single photons with well-defined properties in all degrees of freedom is crucial for the development of photonic quantum technologies. Today, the most prominent sources of single photons are based on the process of spontaneous parametric down-conversion (SPDC) where a pump photon spontaneously decays into a pair of signal and idler photons inside a nonlinear medium. Cavity-enhanced SPDC, i.e., placing the nonlinear medium inside an optical cavity, is widely used to build photon-pair sources with increased brightness and tailored spectral properties. This spectral tailoring by selective adjustment of the cavity parameters is of particular importance for hybrid quantum technologies which seek to combine dissimilar quantum systems in a way that their advantages complement each other. This thesis provides a comprehensive theoretical and experimental analysis of triply-resonant cavity-enhanced SPDC. We improve the theoretical model found in the literature such that the influence of all resonator properties on the important experimental parameters (e.g., the generation rate) can be analyzed in detail. This convenient and highly accurate model of cavity-enhanced SPDC represents an important basis for the design and optimization of novel photonpair sources. The experimental part of this thesis presents the setup and characterization of a triply-resonant photon-pair source. We describe the digital control system used to operate this source over days without manual intervention, and we present a highly stable, narrow-linewidth monochromator based on cascaded, polarization-independent monolithic Fabry-Pérot cavities. Utilizing these temperature-stabilized cavities as a spectrum analyzer, we verify, for the first time, the frequency comb spectral structure of photons generated by cavity-enhanced SPDC. We further simulate and measure the impact of the pump resonance on the temporal wave-packets and the two-photon interference of signal and idler photons. Finally, we present a series of experiments in the context of hybrid quantum networks where we employ quantum frequency conversion (QFC) to transfer the generated signal photons into the telecommunication band. We verify the preservation of the temporal wave-packet upon QFC and highlight how quantum networks can benefit from advanced commercial telecommunication technologies. Quanten Quantenoptik nichtlineare Optik Quantentechnologie spontane parametrische Fluoreszenz Photonenpaar Einzelphoton Verschränkung verschränkte Photonen optisch parametrischer Oszillator Resonatorüberhöhung optischer Resonator quantum quantum optics quantum technology nonlinear optics spontaneous parametric down-conversion down-conversion photon pair single photon entanglement entangled photons optical parametric oscillator cavity enhancement optical cavity optical resonator 530 Physik UH 5600 ddc:530
9	Technik und Bildung in der verwissenschaftlichten Lebenswelt Lumila, Minna 02 June 2023 (has links) Die Studie versucht, Husserls Modell einer nicht-wissenschaftlichen Lebenswelt für pädagogische Untersuchungen zum Verhältnis von Technik und Bildung in der verwissenschaftlichen Welt zu öffnen. Sie diskutiert Entwicklungsprobleme der Spätmoderne unter pluralen Fragestellungen und führt Ansätze und Traditionen zusammen, die unterschiedliche Wege zur Weiterentwicklung der modernen Bildungstheorie beschritten haben. Im Zentrum steht die Frage, wie moderne Technik einerseits als lebensweltliche Entfremdung des Menschen problematisiert und andererseits als Produkt menschlicher Freiheit und Weltgestaltung gewürdigt werden kann. In vier Kapiteln werden die methodischen Ansätze und Antworten vorgestellt, die der Philosoph und Pädagoge Eugen Fink (1905–1975), der Philosoph Martin Heidegger (1889–1976), der Philosoph und Erziehungswissenschaftler Theodor Litt (1880–1962) und der Soziologe Helmut Schelsky (1912–1984) auf die Frage nach dem Verhältnis von Bildung und Technik gegeben haben. Im Durchgang durch ihre Positionen wird ein Konzert erarbeitet, dessen Originalität darin liegt, Abstimmungsprobleme von Bildung, Technik und Lebenswelt aus postdualistischer, praxistheoretischer sowie posthumanistischer Perspektive zu thematisieren. / The study attempts to open Husserl's model of a non-scientific lifeworld for pedagogical investigations of the relationship between technology and “Bildung” in the scientific world. It discusses developmental problems of late modernity under plural questions and brings together approaches and traditions that have taken different paths to the further development of modern “Bildungs”-theory. The central question is how modern technology can be problematized on the one hand as the alienation of human beings from the world of life and on the other hand be appreciated as a product of human freedom and the shaping of the world. Four chapters present the methodological approaches and answers that philosopher and educator Eugen Fink (1905–1975), philosopher Martin Heidegger (1889–1976), philosopher and educationalist Theodor Litt (1880–1962), and sociologist Helmut Schelsky (1912–1984) have given to the question of the relationship between education and technology. In the course of their positions, a concert will be developed whose originality lies in addressing the coordination problems of “Bildung” (education), “Technik” (technology) and “Lebenswelt” (lifeworld) from a post-dualist, praxis-theoretical as well as post-humanist perspective. Seinsphänomenologie Sprung Sein Subjekt-Objekt-Differenz Überwindung des Subjekt-Objekt-Schemas Rationalität Überforderung des Rationalen Weltoffenheit Weltoffenheit des Menschen unhintergehbare Lebenswelt Metaphysikkritik abendländische Metaphysik neuzeitliche Metaphysik Seinsvergessenheit certitudo veritas aletheia Menschenzentriertheit Gegenstand Gegenständlichkeit Vergegenständlichung des Seienden Nichtigkeit Mensch als in die Welt Geworfener mundane Kreation des Daseins Mensch als weltbildend Ek-sistenz das Sein den Menschen das Ekstatische des Menschen Vernehmen als Wahrnehmen In-der-Welt-Sein Weltlichkeit des Menschen das Anwesen des Anwesenden Erde Posthumanismus Mensch als ein werdendes Wesen vormoderne Technik handwerkliche Technik poiesis orthotes Technikkritik Bestand Welt als Inventar Bild Meister Eckhart das Ereignis Denken Philosophie ontologische Differenz Posthumanismus Natur zu Kultur Verhältnis von Mensch und Natur Primäre und sekundäre Qualitäten ursprüngliche Lebenswelt transzendentale Lebenswelt Phänomenologie Quantifizierung Entqualifizierung Entsinnlichung Bedeutungsentleerung Edmund Husserl Martin Heidegger Eugen Fink Koexistentialien Arbeit Herrschaft Liebe Tod Spiel Erziehung Erziehung als Beratung Technische Bildung kosmologische Lebenswelt Vielfalt der lebensweltlichen Praxis Fraglichwerden humanistischer Werte Dualismuskritik kosmologische Differenz menschliche Selbstverständigung Lebenslehre Nachdualistische Sozialphänomenologie Ende des humanistischen Menschen Marginalisierung der Welt Krise der allgemeingültigen Leitbilder Erziehung als Beratung Fragegesellschaft Erziehungswissenschaft als Praxistheorie das Wissen als menschliche Möglichkeit techne Fügsamkeit Einfügung Daseinsorientierung verwissenschaftlichte Welt Schöpfertum des Ingenieurs Die kreative Tätigkeit des Technikers Schöpfungskraft des Kosmos Schöpferkraft der menschlichen Freiheit Prinzipielle Unbestimmtheit des Menschen Theodor Litt Umgang Trias von Subjekt-Objekt-Methode antinomische Lebenswelt Mensch-Welt-Verhältnis Pädagogik Unverdrängbarkeit des Umgangs Freiheit der Wissenschaften Segen der Reflexion Umgangshermeneutik Hermeneutik Mit- und Füreinandersein Umgang mit der Natur zwischenmenschlicher Umgang neuzeitliche Rationalität Natur Geist Subjekt Objekt neuzeitliche Produktionsordnung Bildungsbedeutung der Naturwissenschaft Versachlichung des Weltverhältnisses Arbeitswelt Sache Vielfalt der Sinndeutungen Segen der Reflexion gegenständliches Denken rechnende Naturwissenschaft Mittel-Zweck-Relation Ursache-Wirkung-Relation Subjekt-Objekt-Verhältnis Entpersönlichung des Subjekts Formalisierung des Objekts Reflexivität Leiblichkeit Marginalisierung des Menschen Versachlichung des Menschen Mensch als Funktionär Trennung von Ich und Welt Trennung von Natur und Geist Sinnlichkeit Begegnung mit seinesgleichen Verkümmerung des Umgangs leiblich-seelische Totalität Individualität Unmenschlichkeit des Menschen Menschlichkeit des Menschen Selbstentfremdung Antinomie moderner Menschenbildung Selbstbeaufsichtigung Kultivierung des Umgangs Genealogie der modernen Technik Maschinenwelt Geisteswissenschaften Kultivierung von Sinnvielfalt Menschenwissenschaft Wissenschaften vom Außermenschlichen Schutz der Menschlichkeit Zwängen der Produktionsordnung Bildung als Sacharbeit Helmut Schelsky metaphysische Dauerreflexion Absterben des Staates technischer Staat metaphysischer Nihilismus wissenschaftliche Zivilisation Reales Weltbürgertum Spezialgelehrtentum Fachgelehrtentum Sachzwang Freiheit Sachgesetzlichkeiten Offenheit menschlicher Sinnentwürfe Selbstentfremdung des Menschen wissenschaftlich-technische Zivilisation Objektivierung des Menschen Naturzwang Produktionszwang Sachlogik der technischen Zivilisation Bildung durch Wissenschaft jene Freiheit einer offenen Zukunft Verwissenschaftlichung aller Praxis Vergesellschaftung der Wissenschaft Vergesellschaftung der Universität Wissenschaftlichkeit der Technik Mensch als Wissenschaft und als Arbeit Erziehung zur Wissenschaftlichkeit Überwindung der Wissenschaft Bildung als Ermöglichung von Freiheit Vielfalt des Daseins Grenzen wissenschaftlicher Erkenntnis Synthese der Wissenschaften Fragmentierte Produktion des Menschen Sozialwissenschaften Joachim Ritter Mnemosyne Kompensation von Geschichtslosigkeit Gedächtnis historische Lebenswelt Michel Foucault Genealogische Rekonstruktion Friedrich Nietzsche Aktiver Nihilismus Dietrich Benner Negativität Nicht-Affirmativität Praxeologie Malte Brinkmann fragmentarischer Charakter des Menschen Dualismus-Kritik Egon Schütz Anthropologischer Zirkel C. P. Snow Erziehung und Bildung Technik Lebenswelt Verwissenschaftlichte Lebenswelt Lebenswelt als eine kritische Kategorie phenomenology of being leap being subject-object difference overcoming the subject-object schema rationality openness to the world metaphysical critique occidental metaphysics modern metaphysics Forgetfulness of being certitudo veritas aletheia human-centeredness object objectivity objectification of being nothingness mundane creation of existence human being as world-forming ek-sistence the ecstatic of the human being being-in-the-world worldliness of the human being the presence of the present posthumanism human being as a becoming being pre-modern technology poiesis orthotes critique of technology world as inventory image Meister Eckhart the event thinking philosophy ontological difference posthumanism nature to culture relationship between human and nature Primary and secondary qualities original lifeworld transcendental lifeworld phenomenology quantification de-qualification de-sensualisation coexistentials education education as counselling technical education cosmological lifeworld diversity of lifeworld practice questioning of humanistic values critique of dualism cosmological difference human self-understanding post-dualistic social phenomenology end of humanistic human being marginalisation of the world production of human being by human being education as counselling knowledge as human possibility techne existential orientation scientised world creative activity of the technician creative power of the cosmos creative power of human freedom Umgang triad of subject-object method dual of natural sciences and humanities antinomic lifeworld Umgang as a basis for modern education pedagogy resistance of Umgang to ideologies defense of democracy against fascism phenomenological motifs of Theodor Litt hermeneutics being with and for one another nature spirit subject object modern order of production objectification of world relations diversity of interpretations of meaning cause and effect subject-object relationship depersonalisation of the subject reflexivity marginalisation of the human being objectification of the human being the human being as a functionary separation of the I and the world separation of nature and spirit individuality inhumanity of the human being humanity of the human being self-alienation antinomy of modern education genealogy of the modern technology humanities cultivation of multiplicity of meaning human science advisory function of human science protection of humanity reflection death of the state technical state metaphysical nihilism scientific civilisation real cosmopolitanism specialised scholarship human being in scientific civilisation freedom scientific marginalisation of the world openness of human possibilities loss of function of the humanities self-alienation of the human being scientific-technical civilisation objectification of the human being compulsory production education in scientific civilisation fragmented production of human being Mnemosyne memory historical lifeworld active nihilism genealogical reconstruction negativity non-affirmativity praxeology fragmentary character of the human being critique of dualism anthropological circle education (Bildung) technology technical education lifeworld scientified lifeworld lifeworld as a critical category human being as thrown into the world crisis of universally valid values creatorship of the engineer 370 Bildung und Erziehung DF 3000 ddc:370

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