Kohärente Strahlung

Als Kohärente Strahlung (engl.: coherent radiation) bezeichnet man in den Naturwissenschaften Elektromagnetische Wellen, die hinsichtlich ihrer räumlichen und zeitlichen Ausbreitung eine feste Phasenbeziehung haben. Dieses Konzept kann auch auf Teilchenströme wie beispielsweise auf einen Elektronenstrahl angewendet werden, da die Teilchen auch einen Wellencharakter haben. Es kann aber nicht auf einzelne Teilchen angewendet werden, da diese durch Wellenpakete repräsentiert werden. Laser und Maser, oder auch Synchrotrons erzeugen kohärente Strahlung. In der Praxis ist eine elektromagnetische Welle aber nur über eine begrenzte Distanz kohärent, die allerdings sehr groß ist.

Quantenfeldtheorie

Ein idealer kohärenter Zustand bei der quantenfeldtheoretischen Behandlung der Photonen, Elektronen, etc. ist stets eine Überlagerung von Zuständen verschiedener Teilchenzahl, er enthält sogar (verschwindend geringe) Anteile beliebig hoher Teilchenzahl. Im Fockraum-Schreibweise ergibt sich der kohärente Zustand $|\alpha \rangle$ als unendliche Linearkombination von Zuständen fester Teilchenzahl $|n\rangle$ nach:

$|\alpha \rangle =e^{-{|\alpha |^{2} \over 2}}\sum _{n=0}^{\infty }{\alpha ^{n} \over {\sqrt {n!}}}|n\rangle$

Siehe auch: Kohärenz