Hannover 2010 – wissenschaftliches Programm

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Q: Fachverband Quantenoptik und Photonik

Q 47: Photonics I

Q 47.3: Vortrag

Donnerstag, 11. März 2010, 11:45–12:00, F 128

Der Photonenspin - Eine Naturkonstante? Messung des Photonenspins an energiearmen Photonen von Radiowellen — •Alexander Krebs und Christoph Krebs — Dr.Dr.rer.nat. Alexander Krebs, Birkenallee 1, 74238 Krautheim

Im Teilchenbild besteht sichtbares Licht aus Photonen mit dem Spin h/2π. Dieser lässt sich nicht nur wie üblich durch spektroskopische Methoden der Atomphysik, sondern auch größenordnungsmäßig durch eine makroskopische Methode in Form einer direkten Drehimpulsmessung nachweisen. (Entsprechende Versuche z.B. durch R. A. Beth, R. Dasgupta und P.K. Gupta.)

Eine experimentelle Überprüfung des Photonenspins an elektromagnetischer Strahlung sehr großer Wellenlänge erfolgte aber bisher nicht. Dennoch geht man heute von einer über alle Wellenlängenbereiche unveränderten Größe des Photonenspins aus. Die Frage ist, ob bei wachsender Wellenlänge und einer gegen 0 gehenden Photonenmasse der Photonenspin konstant bei h/2π bleiben kann.

Aus diesem Grunde haben wir uns das Ziel gesetzt, den Photonenspin von Radiowellen zu messen. Dabei mussten wir uns ebenfalls einer makroskopischen Drehimpulsmessmethode bedienen (Streuung von zirkular polarisierten Radiowellen an einer dünnen Aluminiumscheibe), da atomphysikalische Messmethoden bei großen Wellenlängen nicht möglich sind. Unsere experimentelle Überprüfung des Spins von Radiowellenphotonen erbrachte zu unserem Erstaunen keinen messbaren Spin, obwohl die erzielte Messgenauigkeit in einem Bereich weit unterhalb des erwarteten Wertes von h/2π lag.