Mulige masteroppgaver

Hva menes med "partikkel" og hva menes med "bølge"? Er det mulig å bruke en "bølgepakke" i stedet? I så fall, hvordan vil den inngå i teorien? Og er det slik at alt lys kan beskrives på samme måte? Hva er i så fall den grunnleggende forskjellen mellom laserlys og termisk lys, spesielt dersom vi tenker oss lys som partikler...?

Det er utallige spørsmål som kan stilles innenfor det generelle problemfeltet vi er interessert i. I vår forskning må vi begrense oss til noen få temaer. Disse er:

1) Sammenfiltrede fotoner

Striden mellom Bohr og Einstein på 1930-tallet ble tilsynelatende løst gjennom Aspects eksperiment i 1981 med såkalte sammenfiltrede fotoner. Dagens forståelse av sammenfiltrede fotoner er imidlertid problematisk på flere måter, og har filosofiske konsekvenser. Tolkningen av eksperimentene henger nøye sammen med bl.a. "kollaps av bølgefunksjonen" i kvantefysikken.

Er det rom for å tolke eksperimenter med sammenfiltrede fotoner på en annen måte enn det som hittil er gjort? Vi har noen ideer som vi ønsker å teste ut i minste detalj. Men først må det lages sammenfiltrede fotoner for å kunne måle dem med meget følsomme detektorer og en moderne "time-digitizer" med svært gode spesifikasjoner.

2) Detektor-modeller

Eksperimentene med sammenfiltrede fotoner henger nøye sammen med ulik modellering av hva som skjer når lys når en detektor. Foreløpig er de fleste eksperimenter tolket slik at når ett foton treffer detektoren, får man én puls ut (for såkalte enkelt-foton detektorer). I en masteroppgave har vi allerede vist at andre modeller for hvordan detektoren fungerer kan være interessante å undersøke nærmere. Både eksperimenter og teoretisk modellering (numerisk) kan være relevante her.

3) Koherens

Koherens er et av de fenomenene som synes vanskeligst å sammenholde med en partikkelmodell for lys. En masterstudent jobber for tiden med eksperimenter og numeriske beregninger i et forsøk på å forstå koherens bedre og lete etter mulige analysemetoder som kan brukes for å skille ulike modeller for lys. Dette arbeidet vil fortsette.

4) Numeriske beregninger

Sist, men ikke minst, ønsker vi å gjøre numeriske beregninger basert på den tidsavhengige Schrödingerligningen i et forsøk på å gjennomskue dominerende aspekter i beregningene som svarer til begrepene vi i praksis bruker. Hvorvidt vi får fulgt opp dette ønsket i praksis, vil tiden vise.

Vi vil også sette opp noen få eksperimenter som kan brukes i undervisningssammenheng. Mange er jo opptatt av lys, og spesielt litt eksotiske fenomener som nettopp kommer til syne i kvanteoptikken. I denne sammenheng vil vi kunne tilby en eller flere oppgaver for LAP-studenter som ønsker en kortere og mer skolerettet oppgave enn de mer forskningstunge oppgavene nevnt ovenfor.

For øvrig kan vi også nevne at den første mastergradsoppgaven tatt ved Kvanteoptikklaboratoriet dreide seg om historiske, teoretiske og eksperimentelle aspekter av bølge-partikkel dualiteten. Oppgaven kan lastes ned herfra.