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Kohärenzzeit bzw. Kohärenzlänge der von den Atomen ausgesandten Wellenzügen.

Auch aus der Messung des Spektrums lässt sich durch Fouriertransformation die zeitliche Kohärenz bestimmen. Umgekehrt kann auch das Spektrum einer Lichtquelle bestimmt werden, indem der Interferenz-Kontrast in einem Michelson-Interferometer gemessen wird, während der Weglängenunterschied variiert wird (Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie).

Räumliche Kohärenz [Bearbeiten]

Ähnlich wie im Fall der zeitlichen Kohärenz kann die räumliche Kohärenz durch Messung des Kontrastes eines Interferenzmusters bestimmt werden, wenn ein Interferometer eingesetzt wird, das empfindlich auf die räumliche Kohärenz ist (Verwandte des Doppelspaltaufbaus). Bei der Stellarinterferometrie wird durch Messung des Kontrasts über die räumliche Kohärenz die Winkelausdehnung von Sternen bestimmt.

Kohärente vs. inkohärente Superposition in Quantenmechanik und statistischer Physik

Mit kohärenter Superposition der Zustände (Superposition der Feldamplituden) hat man es auch in der Quantenmechanik zu tun, obwohl der Zusammenhang mit den Messgrößen kompliziert ist: Ein quantenmechanischer Zustandsvektor , interpretiert als Ensemble von Wahrscheinlichkeitsamplituden (genauer: deren Dichten), die durch eine komplexwertige Ortsfunktion dargestellt werden, kann in einer beliebigen Orthonormalbasis

mit komplexen Konstanten c

i linear superponiert werden, obwohl die Messwahrscheinlichkeiten selbst quadratisch von ψ abhängen (z. B. gilt für die Aufenthaltwahrscheinlichkeit w ( dV ) in einem kleinen Volumen dV die folgende Aussage:

). Die lineare Superponierbarkeit besagt, dass zugleich

gilt, also

(Der Index * kennzeichnet bei den Physikern die konjugiert-komplexe Größe.) Die Aufenthaltswahrscheinlichkeit hängt also

quadratisch (genauer: bilinear ) von den ab, obwohl die Zustände selbst linear (d.i.

kohärent ) superponiert werden. Die hier besprochenen Aspekte werden beim Quantencomputer ausgenutzt.

Allgemein ist der quantenmechanische Erwartungswert einer Messgröße A , die durch einen sog. selbstadjungierten Operator repräsentiert wird, durch folgende Formel gegeben (wobei die Ausdrücke in spitzen Klammern das quantenmechanische Skalarprodukt bedeuten, worauf an dieser Stelle nicht eingegangen werden kann):

Obwohl dieser Ausdruck

nichtlinear von ψ abhängt, ist die kohärente Superponierbarkeit der Zustände das Wesentliche: auch die nichtdiagonalen Elemente , geben einen signifikanten Beitrag zum Resultat.

Dagegen ist in der statistischen Physik, einschließlich der Quantenstatistik, die Mittelung von vornherein inkohärent (Superposition von Feldintensitäten). Hier wird mit Wahrscheinlichkeiten p

i angenommen, dass sich der quantenmechanische Zustand des Systems im Zustand befindet. Die statistischen Erwartungswerte sind dementsprechend

mit und

Es werden also eigentlich nicht die Zustände, sondern die Erwartungswerte selbst, d.h. die "Intensitäten", superponiert und Nichtdiagonalelemente treten nicht auf. Die zugehörige Entropie - eine wichtige physikalische und informationstheoretische Größe - verschwindet folglich nicht . (Dagegen