Vollständiger Aufbau eines Koinzidenzexperiments (LehrerInnen-Version)
Kai Crystalla
https://www.youtube.com/watch?v=JO__ayFIO3Y

Transkript (automatisch erstellt)

0:00 ich möchte einen Versuch zur koinzidenzmethode vorstellen der am foxlab der Universität Hannover realisiert ist dank für die
0:08 Informationen gilt dr Moritz Weizmann für die Bereitstellung zu sehen ist hier der Gesamtaufbau und der ergänzte
0:15 Strahlengang um für etwas mehr Übersicht zu sorgen ich werde jetzt den Aufbau der Reihe nach
0:21 erklären im Kern des Experiments steht dabei ein strahlteilerwürfel der das ankommende Licht in zwei Teile teilt so dass es an in der Detektoren B oder C
0:31 detektiert werden kann der Strahlteiler Würfel besteht dabei aus zwei dreiecksprismen deren
0:41 Berührungsfläche die eigentliche Fläche ist an der der Strahl aufgeteilt wird klassisch wird dort ein Teil des Lichts reflektiert und ein Teil des Lichts
0:51 transmittiert jetzt wird untersucht ob am Detektor B und C Koinzidenz zu beobachten ist das heißt ob die am strahlteil angekommenen Photonen oder
1:02 photonenpakete gleichzeitig zu einer Auslösung beider Detektoren führen die beiden Detektoren sind für das ankommende Licht relativ empfindlich das
1:10 heißt sie haben eine nachweiswahrscheinlichkeit von 60% sass man auf jeden Fall von gleichzeitigen Ereignissen eine ganze
1:18 Reihe messen können sollte wenn in welche da stattfinden da die hier verwendeten Photonen im Infrarotbereich liegen kann auch Hintergrundstrahlung
1:26 also Infrarotstrahlung aus der Umgebung von diesen Detektoren leicht injektiert werden es führt also dazu dass man viel mehr Koinzidenzen bekommen würde als man
1:34 eigentlich erwarten kann weil noch Hintergrund Rauschen oder Hintergrundeffekte eine Rolle spielen deswegen gibt's einen zweiten Teil
1:42 dieses Experiments der genau das verhindert man bestrahlt ein betabariumoxidkristall mit Licht der Wellenlänge 405 nanomet der größte Teil
1:52 des Lichts geht einfach gradlinig durch den Kristall hindurch und landet auf einem schwarzen Absorber als sogenanntes müllicht das nicht weiter verwendet wird
1:59 oben rechts im Bild ist der Punkt zu sehen wo das Licht ankommt in seltenen Fällen ist es aber so dass im Kristall eine Anregung stattfindet sass das Licht
2:08 dieser Wellenlänge 405 nanomet absorbiert wird und der Kristall beim Übergang in den Grundzustand zwei Photonen der doppelten Wellenlänge
2:17 emittiert die auf einem Kegel von 3° Öffnungswinkel den Kristall verlassen man erhält also in seltenen Fällen aber doch regelmäßig zwei
2:27 gleichzeitig emittierte Photonen das eine davon wird auf den sogenannten triggerdetektor a oben rechts im Bild geleitet erst durch das dort detektierte
2:38 Signal werden die beiden anderen Detektoren für ein paar Nanosekunden überhaupt nur freigeschaltet sass dort eintreffende Photonen aus dem
2:47 Hintergrundlicht oder aus der Hintergrundstrahlung überhaupt gar nicht in den zellprozess reingehen sondern nur dann wenn der triggerdetektor a ein
2:55 Photon angekündigt hat das zweite Photon gelangt dann relativ gleichzeitig auf den strahlteilerwürfel wo dann das eigentliche koinzidenzexeriment
3:05 stattfindet es ist also eigentlich hier ein Experiment mit doppelter Koinzidenz nur wenn gleichzeitige Signale zwischen triggerdetektor a und den beiden anderen
3:15 Detektoren bestehen dann misst man überhaupt aber man möchte untersuchen ob eine Koinzidenz zwischen Detektor B und C herrscht also ob sich das dort
3:26 ankommende am Strahlteiler ankommende Paket oder einzeloton ob das sich geteilt hat und gleichzeitig an den beiden Detektoren zu messen ist ob aber
3:35 dieser relativ komplizierte Aufbau mit zweifachem vorkommenden Begriff Koinzidenz für die Schüler geeignet ist das müsste jeder einmal selber für sich
3:45 entscheiden zur Messwertaufnahme an den beiden Detektoren B und C und zur Beobachtung der Koinzidenz gibt es ein eigenes Video wo das dargestellt
3:58 ist