Vom Ätherwind zu neuem Licht

„Erst die Theorie entscheidet darüber, was man beobachten kann.”︁ Diese Bemerkung richtete Albert Einstein im Frühjahr 1926 an Werner Heisenberg im Anschluß an dessen Kolloquiumsvortrag in Berlin. Damals galt es einen scheinbaren Widerspruch zwischen Theorie und Experiment aufzulösen: Auf der einen Seite verbietet der Formalismus der Quantenmechanik und insbesondere die Kommutatorbeziehung zwischen Ort und Impuls eines Teilchens die Existenz einer Trajektorie. Andererseits beobachtet man diese in einer Wilson-Blasenkammer. Die Auflösung dieses scheinbaren Widerspruchs gelang Heisenberg mit Hilfe der Unbestimmtheitsrelation. – Heute entscheidet die Unbestimmtheitsrelation zwischen elektrischem und magnetischem Feld, d. h. die Fluktuationen in der Amplitude und der Phase des elektromagnetischen Feldes in einem Michelson-Interferometer über die prinzipielle Beobachtbarkeit einer winzigen Gravitationswelleninduzierten Phasenverschiebung. Dies hat die Entwicklung quantenrausch-verminderter Zustände des Strahlungsfeldes, der gequetschten (engl. squeezed) Zustände, motiviert und ein neues Gebiet der Quantenoptik geschaffen. Ähnlich haben die Überlegungen, die Existenz von bevorzugten Bezugsystemen und von Mitführeffekten mittels des Sagnac-Effektes nachweisen zu wollen, auf einen neuen Typ von Laser geführt, der frei von spontaner Emission ist. – In der vorliegenden Arbeit wollen wir diesen Weg vom Sagnac-Effekt, der ursprünglich als Äthernachweis konzipiert war, zu squeezed Zuständen und zum rauschfreien Laser mit korrelierter Spontanemission, d. h. zu neuem Licht nachzeichnen. Die oszillierende Photonenstatistik eines gequetschten Zustandes und ihre Interpretation als Interferenz im Phasenraum bildet den Abschluß unserer Wanderung vom Ätherwind zu neuem Licht.