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]gigacyan@lj
2010-12-01 18:01 (ссылка)
Сверхсветовой телеграф, вроде бы, построить нельзя. Наблюдатель А будет регистрировать, например, случайные значения спина (вверх или вниз) без возможности на них влиять. Аналогично, наблюдатель Б тоже будет регистрировать случайные (для себя) значения спина. Только после того, как А и Б сравнят свои измерения, они обнаружат корреляцию спинов (речь идет об опыте с запутанными состояниям). То есть, передать информацию быстрее скорости света все равно не получится.

Сегодня на Мембране была статья об очередном опыте, когда фотон пересылали между двумя Канарскими островами на 140 км - и опять получается, что один фотон моментально узнает, в какой поляризации был измерен второй.

Этот опыт не противоречит квантовой механике, но противоречит здравому смыслу. Поэтому объяснение перешло в философскую плоскость и есть самые разные теории на эту тему. Например, что весь эксперимент представляет из себя единую запутанную квантовую систему, поэтому генерация двух фотонов и их детектирование не могут рассматриваться изолированно от исследователей, детекторов и всего остального. Чтобы минимизировать эти факторы, исследователям пришлось заметно усложнить свой опыт. Во-первых, фотоны генерируются не по команде исследователя, а, кажется, по регистрации радиоактивных распадов (в перспективе хотят использовать космические лучи, чтобы исключить вообще любую привнесенную до эксперимента информацию). Генератор испульсов передает радиосигнал расположенному в нескольких километрах генератору запутанных фотонов. Один фотон летит на соседний остров, а второй путешествует по шестикилометровому оптоволокну, чтобы его зарегистрировали тогда, когда первый фотон будет уже далеко. В общем, хотя все возможные факторы исключить не удалось, но лазеек осталось очень мало и, наверное, нам придется как-то смириться с фактом, что схлопывание волновых функций запутанных частиц происходит одновременно независимо от расстояния между ними.

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]dibr@lj
2010-12-01 18:57 (ссылка)
> Сверхсветовой телеграф, вроде бы, построить нельзя. Наблюдатель А будет регистрировать, например, случайные значения спина (вверх или вниз) без возможности на них влиять. Аналогично, наблюдатель Б тоже будет регистрировать случайные (для себя) значения спина.

Давайте с поляризацией, с ней понятней?

Алиса и Боб получают пару "спутанных" фотонов. Алиса пропускает свой фотон через поляризатор определенной ориентации, фотон "проходит" или "не проходит". При этом оба фотона, в том числе фотон Боба, приобретают определенную поляризацию _в базисе поляризатора Алисы_, то есть фотон Боба оказывается ориентирован не произвольно, а либо параллельно, либо перпендикулярно поляризатору Алисы. Это проверялось экспериментально (квантовая телепортация, неравенства Белла), это происходит "мгновенно" (делались эксперименты, в которых задержка между измерениями Алисы и Боба была меньше времени, необходимого для распространения света от Алисы к Бобу).

Ещё раз раздадим Алисе с Бобом пару "спутанных" фотонов. Я хочу реализовать сверхсветовой телеграф, для чего делаю следующее. Если Алиса хочет передать "ноль", она ставит поляризатор под углом 0°, если "единицу" - 45°. В первом случае фотон Боба после измерения Алисы оказывается под углом 0 _или_ 90°, во втором - 45 _или_ 135°. Если бы Боб умел в точности измерять поляризацию своего фотона, он мог бы "мгновенно" (быстрее скорости света) узнать ориентацию поляризатора Алисы (с точностью до поворота на 90/120°, но этого достаточно). Но точно поляризацию измерить нельзя, в результате сверхсветового телеграфа не получается. Но если бы нам удалось клонировать фотон, то мы смогли бы измерить поляризацию с нужной точностью, просто множественным пропусканием через полярики... :-)

Потому и возник вопрос, "если фотоны нельзя клонировать, как же работает лазер с усилителем, ведь там фотоны размножаются, и поляризация на выходе у всех одинаковая" :-)))

> Например, что весь эксперимент представляет из себя единую запутанную квантовую систему, поэтому генерация двух фотонов и их детектирование не могут рассматриваться изолированно от исследователей, детекторов и всего остального.

Тут есть нюанс. С тем, что "экспериментатора" приходится включать в _описание_ эксперимента, народ в принципе уже смирился - ну да, это как бы внесение "субъекта" в физику... но как оказалось, это "внесение субъекта" не влияет ни на один _наблюдаемый_ результат: как бы мы не описывали все эти измерения и коллапсы, _наблюдаться_ будет одно и то же, отличаться будут только рассуждения. Как пример - тот же кот Шредингера: в квантовом описании важно то, что кот находится в суперпозиции, и что вскрытие контейнера приводит к коллапсу ВФ... однако _наблюдаемые_ явления в описании КМ совпадают даже с классическим описанием: "пока контейнер закрыт, мы ничего не наблюдаем, а когда открыли - внутри кот, или живой, или мёртвый".

Однако если "точная клонируемость" окажется зависящей от "знания о состоянии" (то есть, весьма субъективной штуки - см. мой предыдущий коммент) - это будет уже хуже. Потому что "клонируемость" можно наблюдать непосредственно, в лазере с усилителем, а "неклонируемость" - в эксперименте по квантовой телепортации, по невозможности построить сверхсветовой телеграф. Если же получится, что от "субъекта" (то есть, от описания) зависят не просто формулы и выкладки, а _наблюдаемый_ результат - это уже попахивает уходом от материализма :-)

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]gigacyan@lj
2010-12-01 20:03 (ссылка)
Одно из виденных мной объяснений, почему клонирование в лазере не получится, выглядело так:
Допустим, волновая функция фотона |X>=a|1>+b|2>. Мы желаем получить два фотона в состоянии |XX>=(a|1>+b|2>)*(a|1>+b|2>) = aa|1>|1>+ab|1>|2>+ab|2>|1>+bb|2>|2>, но на самом деле мы получим другую волновую функцию, a|1>|1>+b|2>|2>, поскольку мы считаем, что на выходе оба фотона могут иметь только одинаковую поляризацию. Я не знаю, верно такое рассуждение или ошибочно, но если ему верить, то в случае b=0 копирование получится полным, то есть для строго определенной поляризации входного фотона результат будет эквивалентен копированию.

Я думаю, наблюдаемый результат все равно не будет зависеть от субъекта. То есть, глядя на последовательность измерений Боба нельзя будет понять, что делала Алиса. И только объединив результаты обоих можно будет увидеть корелляцию.

(Ответить) (Уровень выше)


(Читать комментарии) -