Fock-Zustand

Wignerfunktion eines Fock-Zustandes mit n=2 im Phasenraum.

Fock-Zustände (benannt nach dem Physiker Wladimir Alexandrowitsch Fock) sind in der quantenmechanischen Vielteilchentheorie und Quantenfeldtheorie Zustände bestimmter Teilchenzahl im Fock-Raum, die dort als Basis dienen können.

Allgemein wird bei Teilchen unterschieden zwischen

Fermionen (mit halbzahligem Spin) und
Bosonen (mit ganzzahligem Spin).

Sie unterscheiden sich wesentlich durch die Vertauschungsrelationen der sie darstellenden Operatoren, ihre Quantenstatistik:

Fermionen (wie das Elektron) können nach der Fermi-Dirac-Statistik einen Zustand mit gleichen Quantenzahlen (wozu auch ihre Spinausrichtung zählt) im Fock-Raum entweder gar nicht oder nur einmal besetzen
bei Bosonen (wie Photonen oder Phononen) gibt es nach der Bose-Einstein-Statistik keine Beschränkung für die Anzahl der Teilchen in einem bestimmten Zustand.

Zustände im Fock-Raum werden mit Hilfe von Erzeugungs- und Vernichtungsoperatoren aufgebaut. Man spricht auch von Besetzungszahl-Darstellung oder Zweiter Quantisierung.

Im Fock-Raum lassen sich auch Zustände konstruieren, in denen die Teilchenzahl nur im Mittel vorgegeben ist und um den Mittelwert schwanken kann, zum Beispiel kohärente Zustände in der Laserphysik.

Basierend auf einem Artikel in:

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