Kopplungsgeschwindigkeit

Kopplungsgeschwindigkeit bezeichnet in der Wissenschaft die zeitliche Rate, mit der Energie, Information oder Einfluss zwischen zwei oder mehr gekoppelten Systemen ausgetauscht wird. Der Begriff ist kontextabhängig und wird nicht einheitlich verwendet; oft spricht man stattdessen von Kopplungsstärke, Austauschrate oder Kopplungsrate. Die Größe hängt von der Art der Kopplung, den Eigenfrequenzen der Systeme und von Verlustwegen ab.

In der Quantenmechanik beschreibt sie typischerweise die Rate des Zustandswechsels zwischen zwei gekoppelten Zuständen. Bei resonanten Zwei-Zustands-Systemen führt eine Kopplung von Stärke g zu Rabi-Oszillationen; die Austauschgeschwindigkeit wächst mit g und bestimmt, wie schnell Populationen zwischen den Zuständen verschoben werden. Detuning und Verlustprozesse modifizieren die effektive Geschwindigkeit.

In der klassischen Mechanik oder der Elektronik beschreibt die Kopplungsgeschwindigkeit die Geschwindigkeit, mit der Energie zwischen gekoppelten Oszillatoren oder resonanten Schaltungen transferiert wird. Energieübertragung erfolgt in Beatings mit Frequenzen, die von der Kopplung und der Frequenzdifferenz abhängen; stärkere Kopplung erhöht typischerweise die Transfergeschwindigkeit.

Praxisrelevant ist die Kopplungsgeschwindigkeit in Bereichen wie Quanteninformation, Mikrowellen- oder Photonikresonatoren, Sensorik und Signalverarbeitung. Sie lässt sich durch zeitliche Messungen der Energieverteilung, Spektralanalysen oder durch Modellanpassung aus den dynamischen Gleichungen bestimmen.

Zusammenfassend ist die Kopplungsgeschwindigkeit kontextabhängig und dient als Maß für den Austauschprozess zwischen gekoppelten Systemen. In vielen Bereichen spricht man stattdessen von Kopplungsstärke oder Austauschrate, je nach theoretischem Rahmen.