Elektronen übernehmen Photonen-Statistik von Quantenlicht
Viele Prozesse in unserem Alltag folgen ihrer Statistik nach einer Poissonverteilung. Tatsächlich verhalten sich auch typische Laserquellen auf diese Weise. Für gepulste Laser bedeutet das anschaulich, dass die Anzahl der Photonen in einem Laserpuls um einen bestimmten Mittelwert schwankt (mit der Wurzel des Mittelwerts). In unserer aktuellen Veröffentlichung verwenden wir Femtosekunden-Laserpulse, um die statistische Verteilung der Elektronenemission von Nanometer-scharfen Spitzen zu untersuchen. Hier konnten wir zunächst zeigen, dass die Elektronenverteilung nach der Emission auch einer Poissonverteilung folgt, was nicht gerade überraschend war.
Doch was passiert, wenn man nicht-klassische Lichtquellen verwendet, die einer anderen Photonenstatistik folgen? Zusammen mit unseren Kollegen aus der Gruppe von Prof. Dr. Maria Chekhova und Prof. Dr. Ido Kaminer haben wir sogenanntes gequetschtes Licht („bright squeezed vacuum“) verwendet, um die Elektronenemission zu treiben. Dieses Licht hat eine außergewöhnliche Photonenverteilung mit sehr hohen Schwankungen, bei der die höchste Wahrscheinlichkeit der Detektion bei null Photonen liegt, es jedoch auch zu sehr großen Anzahlen von Photonen pro Puls kommen kann.
Nun stellte sich uns die Frage: Wenn wir mit diesem Licht auf unsere Spitzen schießen und Elektronen damit emittieren, wird die Elektronenverteilung poissonartig aussehen, oder kann man die Quantenstatistik der Photonen auf die Elektronenanzahlstatistik übertragen?
Die Antwort auf diese Frage und warum dies hochinteressant für die Bildgebung mit Elektronen werden kann, können Sie nun auf dem PrePrint-Server hier nachlesen – und die Antwort auf die Frage ist: die Elektronen übernehmen die Photonenverteilung des Quantenlichts.