Войти в систему

Home
    - Создать дневник
    - Написать в дневник
       - Подробный режим

LJ.Rossia.org
    - Новости сайта
    - Общие настройки
    - Sitemap
    - Оплата
    - ljr-fif

Редактировать...
    - Настройки
    - Список друзей
    - Дневник
    - Картинки
    - Пароль
    - Вид дневника

Сообщества

Настроить S2

Помощь
    - Забыли пароль?
    - FAQ
    - Тех. поддержка



Пишет dibr ([info]dibr)
@ 2009-09-30 21:50:00


Previous Entry  Add to memories!  Tell a Friend!  Next Entry
физика, да
     Физики, хелп? (Не физики - "не хелп", на этот раз не физикам действительно вряд ли будет интересно).

     В моём посте трёхгодичной давности (нет, ходить туда не надо, там чёрт ногу сломит, а вкратце я тут расскажу), в комментах, мне внезапно предложили концепцию сверхсветового телеграфа. Которую я, конечно, окончательно и бесповоротно разбил в пух и прах... ну, уж на пару часов-то точно удалось отбросить, а там я не виноват что подкрепления со стороны ортодоксальной физики не подоспело :-)
     В-общем, после быстрой, но плодотворной дискуссии, внезапно выяснилось, что что-то я не понимаю в устройстве этой вселенной. А может, учебники не те читаю...

     Суть такова. Квантовая механика (угу, я опять про неё), утверждает, что даже имея фотон в состоянии с "определенной" (но неизвестной нам) поляризацией (для простоты пусть только линейной), мы не можем измерить поляризацию единичного фотона с произвольной точностью, но можем получать только вероятностный результат от её проекции на базис (т.е. можно только "кинуть фотон в полярик, и посмотреть пройдёт ли"). Если придумать метод, при помощи которого можно было бы измерить с произвольной точностью поляризацию фотона (в предположении что она определена и является линейной), в КМ развалится много чего - эксперимент по квантовой телепортации можно будет несложно переделать в сверхсветовой телеграф, можно будет легко взломать код реальности и перенастроить матрицу под себя квантовую криптографию (которая "неломаема в силу фундаментальных свойств мира"), а рикошетом, думаю, этот метод просто снесёт фундамент КМ, оставив только надстройки в виде "дифракции на щелях" и прочих экспериментов позапрошлого века. В-общем, довольно фундаментальная это вещь в КМ - невозможность в точности измерить поляризацию единичного фотона, даже если известно что поляризация определена.

     С другой стороны - рассмотрим, к примеру, лазер. Который "лайт амплификейшн бай стимулейтед эмишшн [оф] радиэйшн". Точнее, рассмотрим собственно "стимулейтед эмишшн" - вынужденное излучение. Это, напомню, когда мимо сексуально электронно-возбуждённого атома пролетает фотон, и от одного вида этого фотона атом сбрасывает своё возбуждение, излучая ещё один фотон, очень похожий на пролетавший мимо. На этом эффекте, собственно, основан лазер (а то вдруг кто не знал).
     Доступная в интернет "быстрорастворимая" литература, от попсовой вики-«счас-поправлю»-педии, до расово верной тора-диции, и даже материалистического оплота марксизма-энгельсизма - Большой Советской Энциклопедии, не говоря уже о всякой мелочёвке, дружным хором утверждают, что "фотоны, испускаемые при В. И., совпадают по частоте, направлению распространения и поляризации с фотонами, вынуждающими их испускание. Индуцирующий фотон при этом не поглощается". Обращу внимание - не просто "похожи" или там "приблизительно такие же", а совпадают! В том числе по поляризации. И фотона становится два, бо первый фотон никуда не делся. Оффлайновый опрос близлежащих физиков также привёл к подобному результату, пару раз мне даже порывались написать какие-то формулы с дельта-функциями и странным явно еврейским названием.
     Но если это так, то получается следующая фигня. Имея одиночный фотон с определённой (но неизвестной) поляризацией, мы можем просто-напросто запустить его в "активную среду", где будет много-много возбуждённых и готовых вынужденно излучить фотон атомов. Фотон спровоцирует вынужденное излучение ещё одного, являющегося точной(!) копией оригинала, как минимум в том что касается поляризации, дальше процесс пойдёт лавиной, и на выходе мы поимеем стотыщмиллионов фотонов с одинаковой поляризацией. А имея не один-единственный фотон, а дофига его клонов - измерить поляризацию с любой необходимой точностью можно легко и непринуждённо.

     Но это же сломает квантовую механику!!!

     Поэтому я в размышлениях. Ясно, что где-то ошибка :-) У себя я ошибок не вижу (хотя и допускаю), в ошибки в КМ я не верю. Остаётся ошибка в описаниях вынужденного излучения - но, казалось бы, не везде же сразу? Или таки да?

     Есть тут оптики и/или квантовые механики? Хелп, а? Только того, со ссылками если что - идей-то у меня своих навалом, мне бы обоснование... ;-)))


(Читать комментарии) - (Добавить комментарий)


[info]dibr@lj
2009-10-01 05:40 (ссылка)
> а линейная поляризация света является суперпозицией правовращающего и левовращающего состояний. При взаимодействии с возбужденным атомом фотон проявит себя как одно из этих состояний

Тогда мне вот чего непонятно.
Берём фотон с неизвестной поляризацией, пропускаем его через линейный полярик. Фотон, допустим, пролетел - повезло ему. Его поляризация при этом становится линейной, параллельной поляризации полярика. Ставим сразу за первым поляриком второй, параллельный первому. Поскольку линейная поляризация не является "чистой", а есть суперпозиция двух круговых, а "при взаимодействии фотон проявит себя как одно из этих состояний", вероятность фотона пройти через этот полярик будет 1/2 (1/2 вероятность оказаться в "левом" или "правом" состоянии, умножить на 1/2 вероятность круговой поляризации пройти через линейный полярик, умножить на два состояния). Эксперимент же показывает, что через второй полярик проходят все прошедшие через первый фотоны, а не половина их.

Если же так - то каковы основания утверждать, что фотон с линейной поляризацией "проявит себя как фотон с круговой" при взаимодействии с атомом? И почему тогда он не проявляет себя как фотон с круговой при взаимодействии с линейным поляриком? А ещё - почему лазерное излучение почти всегда линейно поляризовано, и почти никогда не имеет круговой поляризации, ведь размножаться и конкурировать будут фотоны с круговой, а не с линейной?

Ещё я вечером поищу (сейчас некогда) описание эксперимента с нелокальными корелляциями (упрощённый вариант эксперимента квантовой телепортации). Ибо глючится мне, что там была зависимость корелляции измерений Алисы и Боба от _угла_ между поляриками. Если линейный фотон существует только как суперпозиция круговых - в этом эксперименте выполнялись бы неравенства Белла, и "о квантах" можно было бы не вспоминать. Если Алиса и Боб использовали "круговые полярики" (нечто, отделяющее "левую" поляризацию от "правой"), то там вроде как некуда приложить понятие "угол"...

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]gigacyan@lj
2009-10-01 08:55 (ссылка)
Фразу про то, что при взаимодействии с веществом фотон проявит себя как одно из состояний, я взял из книги "Optics", автор E. Hecht (отличная книга по оптике, есть на английском в библиотеке gen.lib.rus.ec).
Фотона с линейной поляризацией, летящий через линейный поляризатор с веществом взаимодействовать не будет (так же как не будет взаимодействовать со стеклом, проходя через него). Это, кстати, указывает на ошибку в моих рассуждениях: в лазере фотон тоже не поглощается, так что его поляризация остается невыясненной, и стимулированное излучение действительно получит ту же поляризацию. Буду думать дальше.

P.S. Поляризация лазерного излучения вызвана анизотропией среды (лазеры на кристаллах) либо оптическими элементами лазера, например, дифракционной решеткой в качестве зеркала. Тут как раз работает принцип, когда малейший перевес в пользу какой-то поляризации приводит к тому, что все фотоны окажутся поляризованными определенным образом.

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]dibr@lj
2009-10-01 09:30 (ссылка)
С поляризацией в лазере фигня в том, что селекция фотонов обычно идёт по линейной поляризации. Если бы каждое переизлучение сбивало бы линейную поляризацию фотона в круговую - никакой "конкуренции мод" с разной поляризацией не было бы, и излучение было бы хаотичной смесью "левых" и "правых" фотонов - и через полярик оно проходило бы с интенсивностью 50% независимо от ориентации. Это, конечно, если не вводить сильной селекции намеренно (а в большинстве лазеров поляризация обеспечивается слабой "естественной" селекцией на наклонных стекляшках или других конструктивных элементах, и конкуренцией мод, обостряющей слабую селекцию до абсолютного превосходства).

Но если при вынужденном излучении линейная поляризация остаётся линейной - конкуренция мод работает, и лазер светит линейно-поляризованным светом даже если в него не вносили селективные элементы намеренно :-)

(Ответить) (Уровень выше)


(Читать комментарии) -