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Stephen M Barnett Stephen Mark Barnett genannt Steve ist ein britischer theoretischer Physiker der sich mit Quanteninfor

Stephen M. Barnett

Stephen Mark Barnett, genannt Steve, ist ein britischer theoretischer Physiker, der sich mit Quanteninformationstheorie und Quantenoptik befasst. Er ist Professor an der University of Glasgow.

Leben Bearbeiten

Barnett wurde 1985 am Imperial College London in Physik promoviert.

Er ist bekannt für Untersuchungen zum Bahndrehimpuls (OAM, orbital angular momentum) des Lichts in der Quantenoptik. Das Forschungsfeld hat Anwendung auf eine potentiell sehr viel höhere Informationsübertragung mit Licht in Glasfasern. Die Informationsübertragung mit OAM und deren Abhörsicherheit demonstrierte er mit Kollegen 2004. 2002 schlug er mit anderen eine Methode vor, den Bahndrehimpuls eines einzelnen Photons zu messen (was es ermöglichen würde 2 Bits mit einem Photon zu transportieren). Außerdem gelang ihm Ende der 1980er Jahre mit David Pegg die Einführung eines quantenmechanischen Phasenoperators.

2010 klärte er die Frage, ob der Impuls eines Photons zu- oder abnimmt, wenn es in ein dichteres Medium eindringt. Hermann Minkowski hatte 1908 für eine Zunahme argumentiert, Max Abraham 1909 für eine Abnahme. Für die Abnahme spricht die klassische Überlegung der Verringerung der Lichtgeschwindigkeit um einen Faktor 1/n in dichterem Medium mit Brechungsindex n (später unterstützt durch Überlegungen aufgrund der Äquivalenz von Masse und Energie und Newtons erstem Bewegungsgesetz), für die Zunahme Überlegungen aus der Quantenmechanik, dass die Wellenlänge abnimmt und damit der Impuls als Inverses der Wellenlänge zunimmt (siehe De-Broglie-Wellenlänge). Experimente wiesen in beide Richtungen. Nach Barnett trifft beides zu, je nach Betrachtung des Photons als Welle oder Teilchen – Abrahams Argumentation entspricht dem kinetischen Impuls eines Teilchens und Minkowski dem Impuls der kanonischen Vertauschungsrelationen. Im Vakuum macht dies keinen Unterschied, wohl aber für Licht in einem Medium.

Ehrungen und Auszeichnungen Bearbeiten

2007 erhielt Barnett den Wolfson Research Merits Award und den James Scott Prize der Royal Society of Edinburgh. 2013 erhielt er die Dirac-Medaille (IOP). Barnett ist Fellow der Royal Society. In 2016 wurde ihm eine Forschungsprofessur der Royal Society verliehen.

Schriften Bearbeiten

  • Quantum Information, Oxford University Press 2003
  • Herausgeber mit L. Allen, Miles Padgett Orbital angular momentum, Bristol, IOP Pub. 2003 (Reprint Band von Aufsätzen)
  • mit Paul M. Radmore Methods in theoretical quantum optics, Oxford University Press 1997
  • mit John A. Vaccaro Quantum phase operator: a review, Taylor and Francis 2007
  • mit G. L. Oppo (Herausgeber) Quantum dynamics of simple systems (The Forty-Fourth Scottish Universities Summer School in Physics, Stirling, August 1994), Taylor and Francis 1997
  • Herausgeber mit anderen: Quantum Communication, Measurement and Computing: The Seventh International Conference on Quantum Communication, Measurement and Computing, Glasgow, 25.–29. Juli 2004, American Institute of Physics 2004

Weblinks Bearbeiten

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. Imperial College, Preisträger 2013
  2. Graham Gibson, Johannes Courtial, Miles J. Padgett, Mikhail Vasnetsov, Valeriy Pas’ko, Stephen M. Barnett, Sonja Franke-Arnold Free-space information transfer using light beams carrying orbital angular momentum, Optics Express 12, 2004, 5448-5456
  3. Jonathan Leach, Miles J. Padgett, Stephen M. Barnett, Sonja Franke-Arnold, Johannes Courtial Measuring the orbital angular momentum of a single photon, Phys. Rev. Lett., Band 88, 2002, 257901
  4. Barnett, David Pegg Unitary phase operator in quantum mechanics, European Physics Letters, Band 6, 1988, 483
  5. Barnett, Pegg Phase properties of the quantized single mode electromagnetic field, Phys. Rev. A, Band 39, 1989, S. 1665
  6. Barnett, David T. Pegg On the hermitian optical phase operator, Journal of Modern Optics, Band 36, 1989, S. 7–19, doi:10.1080/09500348914550021
  7. Barnett The solution of the Abraham-Minkowski Dilemma, Phys. Rev. Lett., Band 104, 2010, 070401, Abstract
  8. Cartlidge Both answers correct in century-old optics dilemma, Physics World 2010
  9. Wolfgang Ketterle (2005) unterstützte eine Zunahme, Weilong She (2008) eine Abnahme
  10. Laudatio
Personendaten
NAME Barnett, Stephen M.
ALTERNATIVNAMEN Barnett, Stephen Mark (vollständiger Name); Barnett, Steve
KURZBESCHREIBUNG britischer Physiker
GEBURTSDATUM 20. Jahrhundert
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Veröffentlichungsdatum:
Stephen Mark Barnett genannt Steve ist ein britischer theoretischer Physiker der sich mit Quanteninformationstheorie und Quantenoptik befasst Er ist Professor an der University of Glasgow Inhaltsverzeichnis 1 Leben 2 Ehrungen und Auszeichnungen 3 Schriften 4 Weblinks 5 EinzelnachweiseLeben BearbeitenBarnett wurde 1985 am Imperial College London in Physik promoviert 1 Er ist bekannt fur Untersuchungen zum Bahndrehimpuls OAM orbital angular momentum des Lichts in der Quantenoptik Das Forschungsfeld hat Anwendung auf eine potentiell sehr viel hohere Informationsubertragung mit Licht in Glasfasern Die Informationsubertragung mit OAM und deren Abhorsicherheit demonstrierte er mit Kollegen 2004 2 2002 schlug er mit anderen eine Methode vor den Bahndrehimpuls eines einzelnen Photons zu messen was es ermoglichen wurde 2 Bits mit einem Photon zu transportieren 3 Ausserdem gelang ihm Ende der 1980er Jahre mit David Pegg die Einfuhrung eines quantenmechanischen Phasenoperators 4 5 6 2010 7 klarte er die Frage ob der Impuls eines Photons zu oder abnimmt wenn es in ein dichteres Medium eindringt Hermann Minkowski hatte 1908 fur eine Zunahme argumentiert Max Abraham 1909 fur eine Abnahme Fur die Abnahme spricht die klassische Uberlegung der Verringerung der Lichtgeschwindigkeit um einen Faktor 1 n in dichterem Medium mit Brechungsindex n spater unterstutzt durch Uberlegungen aufgrund der Aquivalenz von Masse und Energie und Newtons erstem Bewegungsgesetz fur die Zunahme Uberlegungen aus der Quantenmechanik dass die Wellenlange abnimmt und damit der Impuls als Inverses der Wellenlange zunimmt siehe De Broglie Wellenlange 8 Experimente wiesen in beide Richtungen 9 Nach Barnett trifft beides zu je nach Betrachtung des Photons als Welle oder Teilchen Abrahams Argumentation entspricht dem kinetischen Impuls eines Teilchens und Minkowski dem Impuls der kanonischen Vertauschungsrelationen Im Vakuum macht dies keinen Unterschied wohl aber fur Licht in einem Medium Ehrungen und Auszeichnungen Bearbeiten2007 erhielt Barnett den Wolfson Research Merits Award und den James Scott Prize der Royal Society of Edinburgh 2013 erhielt er die Dirac Medaille IOP 10 Barnett ist Fellow der Royal Society In 2016 wurde ihm eine Forschungsprofessur der Royal Society verliehen Schriften BearbeitenQuantum Information Oxford University Press 2003 Herausgeber mit L Allen Miles Padgett Orbital angular momentum Bristol IOP Pub 2003 Reprint Band von Aufsatzen mit Paul M Radmore Methods in theoretical quantum optics Oxford University Press 1997 mit John A Vaccaro Quantum phase operator a review Taylor and Francis 2007 mit G L Oppo Herausgeber Quantum dynamics of simple systems The Forty Fourth Scottish Universities Summer School in Physics Stirling August 1994 Taylor and Francis 1997 Herausgeber mit anderen Quantum Communication Measurement and Computing The Seventh International Conference on Quantum Communication Measurement and Computing Glasgow 25 29 Juli 2004 American Institute of Physics 2004Weblinks BearbeitenHomepage Autoren Profil in der Datenbank zbMATHEinzelnachweise Bearbeiten Imperial College Preistrager 2013 Graham Gibson Johannes Courtial Miles J Padgett Mikhail Vasnetsov Valeriy Pas ko Stephen M Barnett Sonja Franke Arnold Free space information transfer using light beams carrying orbital angular momentum Optics Express 12 2004 5448 5456 Jonathan Leach Miles J Padgett Stephen M Barnett Sonja Franke Arnold Johannes Courtial Measuring the orbital angular momentum of a single photon Phys Rev Lett Band 88 2002 257901 Barnett David Pegg Unitary phase operator in quantum mechanics European Physics Letters Band 6 1988 483 Barnett Pegg Phase properties of the quantized single mode electromagnetic field Phys Rev A Band 39 1989 S 1665 Barnett David T Pegg On the hermitian optical phase operator Journal of Modern Optics Band 36 1989 S 7 19 doi 10 1080 09500348914550021 Barnett The solution of the Abraham Minkowski Dilemma Phys Rev Lett Band 104 2010 070401 Abstract Cartlidge Both answers correct in century old optics dilemma Physics World 2010 Wolfgang Ketterle 2005 unterstutzte eine Zunahme Weilong She 2008 eine Abnahme LaudatioNormdaten Person GND 141652209 lobid OGND AKS LCCN nr94000991 VIAF 56755844 Wikipedia Personensuche PersonendatenNAME Barnett Stephen M ALTERNATIVNAMEN Barnett Stephen Mark vollstandiger Name Barnett SteveKURZBESCHREIBUNG britischer PhysikerGEBURTSDATUM 20 Jahrhundert Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Stephen M Barnett amp oldid 232792286