Автор Тема: Повторение эксперимента с двумя щелями  (Прочитано 7213 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн bbbw

  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 11
  • Репутация: +0/-0
Недавно пришла мысль на счет известного эксперимента Подольского - Розена.
Хотелось бы повторить подобное в домашних условиях , а после модифицировать.
А точнее модифицировать пластину с щелями заменив ее на матрицу, и закрыть определенные части детектирующего экрана.
Например пластина с четырьмя отверстиями - или щелями, а экран занимает меньшую область по вертикали (или горизонтали).
Это пример простой пластины. В дальнейшем планируется ее усложнение  путем увеличения количества отверстий.
Предполагаю, что такой (примитивный) способ может быть полезен в цифровых расчетах, для которых обычному компьютеру потребуется неимоверно много времени.
Хочу провести опыты подобного рода, для подтверждения или опровержения моей теории расчета.
Собственно главный вопрос в том на сколько это возможно сделать в домашних условиях - с минимальными затратами.
Или возможно у кого то есть оборудование свободное время(и желание) помочь с таким экспериментом.
Схематично попробую изобразить на рисунке суть.
ila_rendered
a - экран
b - пластина со щелями
с - излучатель
d - часть экрана неспособная к детектированию или  (отсутствующая).
 

Оффлайн Gall

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2736
  • Репутация: +172/-0
    • Sam's Laser FAQ на русском
Re: Повторение эксперимента с двумя щелями
« Ответ #1 : 01 Сентябрь 2014, 01:40:32 »
В таком виде это просто школьный опыт по интерференции. На компьютере, кстати, считается на раз, да и вручную тоже (задачка для 3-го курса физфака). Берется любой лазер, имеющий хоть какую-нибудь когерентность (гелий-неоновый - хорошо, дешевая лазерная указка из газетного киоска - подойдет, мощная лазерная указка - плохо, у них когерентность как раз низкая). Луч расширяется любыми линзами - проще всего отломать от указки родную линзу, а вместо нее поставить любую большую длиннофокусную линзу, например, от очков на +4...+6 диоптрий. Дальше - просто листок картона или фольги с дырками. Удобно в картонном экране прорезать большую дыру и заклеить ее пищевой фольгой, а в фольге отверстия делаются иголкой или бритвой. Подгибом картона можно довольно точно регулировать ширину щели.

Можно сделать и конструкцию получше, с щелями из двух лезвий на микрометрических винтах. Ничего сложного, но потребуется работа с металлом (ножовки, напильника, тисков и дрели в принципе достаточно, но проще и быстрее на фрезерном станке).

Расчет таких штук в простейшем случае (одна поляризация) можно делать через зоны Френеля. В более сложном случае (отдельные фотоны и/или несколько поляризаций) проще всего через функции Грина.

Оффлайн Gall

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2736
  • Репутация: +172/-0
    • Sam's Laser FAQ на русском
Re: Повторение эксперимента с двумя щелями
« Ответ #2 : 01 Сентябрь 2014, 01:49:59 »
Сразу уточню: эксперимент Подольского-Розена - это другой эксперимент, для него требуется умение получать отдельные пары запутанных фотонов и регистрировать одиночные фотоны. Труднее всего второе: для этого нужны ФЭУ. В домашних условиях осуществимо, но начать придется со сборки и наладки источника питания для ФЭУ. Паять придется много.

В вашей схеме получается классический эксперимент с двумя (и более) щелями, который дает интерференционную картину от этих щелей (вполне легко рассчитываемую). От закрывания щелей картина будет меняться. От убирания части экрана - нет, потому что в данном случае убирание части экрана НЕ является "прекращением наблюдения": фотоны все равно куда-то попадают, это и есть "наблюдение". Единственный реальный способ НЕ наблюдать за фотонами - это иметь пары фотонов противоположных поляризаций. Саму пару не наблюдать не удастся, а вот поляризацию фотонов в паре при определенной конструкции установки МОЖНО не наблюдать. Эксперимент Подольского-Розена (он же "квантовая телепортация") именно на этом принципе и строится.

Оффлайн bbbw

  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 11
  • Репутация: +0/-0
Re: Повторение эксперимента с двумя щелями
« Ответ #3 : 01 Сентябрь 2014, 18:06:11 »
прошу простить я неточно выразил суть.
дело в том, что для эксперимента нужно ограниченное число фотонов.
и так же возможность их подсчета на приемной панели с учетом сектора попадания.

все что мог найти в продаже для этого :
http://www.azimp.ru/catalogue/photon+counting+modules/358/
http://www.azimp.ru/catalogue/photon+counting+modules/354/

честно говоря стесняюсь даже цену на них узнать(
« Последнее редактирование: 01 Сентябрь 2014, 18:18:35 от bbbw »

Оффлайн bbbw

  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 11
  • Репутация: +0/-0
Re: Повторение эксперимента с двумя щелями
« Ответ #4 : 01 Сентябрь 2014, 18:07:47 »
да и плюс еще придется матрицу из детекторов собрать(
попробую сразу пояснить насколько могу.
при "выстреле" 1-м. фотоном - он может быть попадет в приемный детектор какого то сектора, а может и нет, нужно подобрать нужное количество экспериментальным путем, чтобы получить на детекторах определенное количество попавших в них фотонов.
далее замена пластины на другую, повторение и замена пластины на предыдущую.
поверьте результат будет неожиданным.
« Последнее редактирование: 01 Сентябрь 2014, 18:18:17 от bbbw »

Оффлайн Gall

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2736
  • Репутация: +172/-0
    • Sam's Laser FAQ на русском
Re: Повторение эксперимента с двумя щелями
« Ответ #5 : 01 Сентябрь 2014, 19:54:40 »
честно говоря стесняюсь даже цену на них узнать(
Цена хорошего автомобиля, сразу говорю. Если в домашних условиях, то такие вещи придется делать самостоятельно. Покупные слишком дороги. А при самостоятельном изготовлении можно уложиться всего в пару тысяч долларов.

Оффлайн Gall

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2736
  • Репутация: +172/-0
    • Sam's Laser FAQ на русском
Re: Повторение эксперимента с двумя щелями
« Ответ #6 : 01 Сентябрь 2014, 20:00:32 »
да и плюс еще придется матрицу из детекторов собрать(
попробую сразу пояснить насколько могу.
при "выстреле" 1-м. фотоном - он может быть попадет в приемный детектор какого то сектора, а может и нет, нужно подобрать нужное количество экспериментальным путем, чтобы получить на детекторах определенное количество попавших в них фотонов.
далее замена пластины на другую, повторение и замена пластины на предыдущую.
поверьте результат будет неожиданным.
Результат будет вполне предсказуемым - вы описываете один из рутинных экспериментов в квантовой физике. Это исследовано еще в 50-е годы. Чаще всего эта техника применяется для исследования кристаллической структуры веществ, а фотоны тогда рентгеновские. Возможно использование фотонов из синхротронного излучения или других частиц (нейтронов, электронов). На интерференции частиц с самими собой основаны такие вещи, как метод Лауэ, метод Дебая, электронная микроскопия и т.д.

На фотонах видимого света это проделать тоже можно, в одном из частных случаев получается голография. Но в целом видимый свет используется редко - он почти не имеет практических применений. Основная работа делается все-таки на рентгене.

Оффлайн bbbw

  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 11
  • Репутация: +0/-0
Re: Повторение эксперимента с двумя щелями
« Ответ #7 : 03 Сентябрь 2014, 07:29:48 »
Цена хорошего автомобиля, сразу говорю. Если в домашних условиях, то такие вещи придется делать самостоятельно. Покупные слишком дороги. А при самостоятельном изготовлении можно уложиться всего в пару тысяч долларов.

Если можете подскажите как собрать подобные приборы. С радиоэлектроникой у меня проблем нет , с программированием тоже. Если есть хоть какая схема готов рискнуть собрать.

Оффлайн bbbw

  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 11
  • Репутация: +0/-0
Re: Повторение эксперимента с двумя щелями
« Ответ #8 : 03 Сентябрь 2014, 07:40:53 »
Результат будет вполне предсказуемым - вы описываете один из рутинных экспериментов в квантовой физике. Это исследовано еще в 50-е годы. Чаще всего эта техника применяется для исследования кристаллической структуры веществ, а фотоны тогда рентгеновские. Возможно использование фотонов из синхротронного излучения или других частиц (нейтронов, электронов). На интерференции частиц с самими собой основаны такие вещи, как метод Лауэ, метод Дебая, электронная микроскопия и т.д.

На фотонах видимого света это проделать тоже можно, в одном из частных случаев получается голография. Но в целом видимый свет используется редко - он почти не имеет практических применений. Основная работа делается все-таки на рентгене.
На счет результата - не уверен , что они пытались что либо считать в своих экспериментах, да и техника на тот момент не могла им такого позволить. А одна из главных задач эксперимента заключается именно в этом.
Буду рад если поможете  ссылкой на полное описание подобных экспериментов. Возможно некоторые их результаты можно будет использовать в расчетах.

Оффлайн Gall

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2736
  • Репутация: +172/-0
    • Sam's Laser FAQ на русском
Re: Повторение эксперимента с двумя щелями
« Ответ #9 : 04 Сентябрь 2014, 23:34:38 »
Если можете подскажите как собрать подобные приборы. С радиоэлектроникой у меня проблем нет , с программированием тоже. Если есть хоть какая схема готов рискнуть собрать.
ФЭУ надо. Почти любой подойдет, только смотрите на его красную границу. Дальше просто запитать по паспорту - на катод около киловольта, и на диноды примерно через 100 вольт: -900, -800, -700 и т.д. С анода снимаете импульсы, по импульсу на фотон. НА СВЕТУ НЕ ВКЛЮЧАТЬ! ФЭУ - штука чувствительная, и при слишком ярком свете выходит из строя.

Оффлайн Gall

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2736
  • Репутация: +172/-0
    • Sam's Laser FAQ на русском
Re: Повторение эксперимента с двумя щелями
« Ответ #10 : 04 Сентябрь 2014, 23:47:52 »
На счет результата - не уверен , что они пытались что либо считать в своих экспериментах, да и техника на тот момент не могла им такого позволить.
Ошибаетесь. Именно из расчетов, проведенных по результатам таких экспериментов, и родилась КВАНТОВАЯ МЕХАНИКА. А точность экспериментов в то время была весьма велика, почти не хуже, чем сейчас. Просто оборудование было не таким массовым: во всем мире существовало три-четыре экземпляра приборов достаточной точности. Тогда их еще не умели производить серийно.

В настоящее время подобные расчеты являются стандартным упражнением для студентов-физиков 3-4 курсов, даются в качестве домашних заданий. Те, что попроще (вроде расчета системы из трех-четырех щелей или отверстий),могут дать на экзамене. Вычисления достаточно просты, но делаются по весьма малоизвестным (среди нефизиков) формулам. По совершенно непонятной причине эту часть теории нигде, кроме физических факультетов ВУЗов, не изучают, хотя кое-что оттуда стоило бы даже в школе проходить. Эксперимент с двумя щелями - это просто самая-самая верхушка этого айсберга. (Какого-то черта в школе квантовую механику проходят исключительно в виде постулатов Бора, которые вообще-то неверны и опровергнуты лет 80 назад, а про уравнение Шредингера и волновую функцию ни слова не говорится).

Точность, с которой сходятся результаты современных расчетов с экспериментом, поразительна. Вплоть до количественного предсказания свойств веществ из его кристаллической структуры. В основе таких расчетов лежит то же самое явление - интерференция фотонов и электронов друг с другом. В роли щелей выступают ядра атомов, все их бесчисленное множество.

Оффлайн bbbw

  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 11
  • Репутация: +0/-0
Re: Повторение эксперимента с двумя щелями
« Ответ #11 : 05 Сентябрь 2014, 13:01:46 »
Спасибо вам за помощь.
Буду собирать потихоньку свой эксперимент, а в процессе почитаю формулы о которых вы говорите.
Если можете порекомендуйте из чего собрать источник одиночных фотонов, честно говоря с трудом представляю (генерацию одного единственного фотона) на практике, а группа для моего эксперимента будет слабо эффективна.
Мне важно узнать куда именно прилетит первый, куда второй и тд. И всегда ли последовательность будет одинаковой. Я полностью согласен , что всегда будет одинаковым узор, (который можно рассчитать формулой) но вряд ли последовательность будет повторятся (во всяком случаи без некоторых ухищрений).

Оффлайн Gall

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2736
  • Репутация: +172/-0
    • Sam's Laser FAQ на русском
Re: Повторение эксперимента с двумя щелями
« Ответ #12 : 05 Сентябрь 2014, 14:41:14 »
Если можете порекомендуйте из чего собрать источник одиночных фотонов, честно говоря с трудом представляю (генерацию одного единственного фотона) на практике, а группа для моего эксперимента будет слабо эффективна.
Просто источник слабого света. Если любой свет достаточно ослабить, фотоны будут лететь по одному. Сложнее сделать источник пар фотонов, когда фотоны в паре имеют противоположную поляризацию. Но тоже можно.

Цитировать
Мне важно узнать куда именно прилетит первый, куда второй и тд. И всегда ли последовательность будет одинаковой. Я полностью согласен , что всегда будет одинаковым узор, (который можно рассчитать формулой) но вряд ли последовательность будет повторятся (во всяком случаи без некоторых ухищрений).
Последовательность будет всегда разной и всегда случайной. Каждый последующий фотон может прилететь в абсолютно любую точку. Предсказанию поддается только вероятность попадания фотона в ту или иную область, но при этом даже общее количество фотонов в этой области каждый раз будет разным. Общий узор тоже не будет всегда строго одинаковым, он будет случайным образом изменяться в некоторых пределах (и это изменение тоже не поддается предсказанию). Не в том смысле, что это мы не умеем считать, а в том, что это вообще НИКАК невозможно заранее знать, потому что даже сам фотон этого еще не знает. Это истинно случайный процесс. Он намного более случаен, чем бросание монеты.

Оффлайн Gall

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2736
  • Репутация: +172/-0
    • Sam's Laser FAQ на русском
Re: Повторение эксперимента с двумя щелями
« Ответ #13 : 05 Сентябрь 2014, 14:54:15 »
Секрет законов квантовой механики в том, что на самом деле законов как таковых нет. Частица может возникнуть из ниоткуда, полететь куда угодно и исчезнуть в никуда. Она даже не обязана лететь по прямой, она может петлять. Просто все эти процессы имеют разную вероятность, зависящую от многих параметров. Например, вероятность отклонения частицы в вакууме от прямолинейной траектории весьма мала.

В случае двух щелей наиболее высока вероятность для фотона вообще в щель не попасть. Если же фотон все же прошел через щель, то летел он не по прямой, потому что как раз посередине между щелями стенка. Существует множество траекторий, по которым фотон мог преодолеть щели. Если нарисовать точки соприкосновения всех этих траекторий с экраном, более вероятные более жирно, получится хорошо известный нам интерференционный узор. Но при этом траектория фотона каждый раз абсолютно случайна. При малом числе фотонов узор может получиться абсолютно каким угодно. По мере роста числа фотонов получение нестандартного узора становится все менее вероятным (точно так же, как по мере роста числа бросков монеты становится все менее вероятным выбросить всех "орлов"), и на любом эксперименте с большим числом фотонов мы видим, разумеется, самую вероятную картину. Однако чувствительный прибор может показать, что в действительности картина все время слегка меняется, имеет "шум". Этот шум имеет ту же самую природу, что и шум дождя: каждая капля летит как попало, и только в среднем на единицу площади капель попадает поровну.

Оффлайн bbbw

  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 11
  • Репутация: +0/-0
Re: Повторение эксперимента с двумя щелями
« Ответ #14 : 07 Сентябрь 2014, 21:39:19 »
судя по тому , что вы написали - я на верном пути  :)
если возможно подскажите как практически получить один фотон, точнее как на практике ослабить освещение до этого уровня?

да и еще..
тот источник одиночных парных фотонов который есть на продаже и правда генерирует только их ?

и это те формулы ? или я ошибся ?
http://genphys.phys.msu.ru/rus/lab/opt/409/zad402opmain07.htm
к сожалению - если это те формулы , то мне они не подойдут, так как там изначально речь идет о щелях неограниченной длинны, а у меня длинна ограничена следующим рядом щелей.
Конечно возможно обойтись и одним рядом, но возникнут другие препятствия.

Я уверен последовательность попадания фотонов и их ограниченного количества - можно повторять неограниченное количество раз - в этом в принципе и суть эксперимента.
К сожалению не узнаю пока не попробую :'(
« Последнее редактирование: 07 Сентябрь 2014, 21:58:07 от bbbw »

Оффлайн Gall

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2736
  • Репутация: +172/-0
    • Sam's Laser FAQ на русском
Re: Повторение эксперимента с двумя щелями
« Ответ #15 : 08 Сентябрь 2014, 14:07:57 »
судя по тому , что вы написали - я на верном пути  :)
если возможно подскажите как практически получить один фотон, точнее как на практике ослабить освещение до этого уровня?

Абсолютно любым способом. Полупрозрачное зеркало, матовое стекло, слабое отражение от обычного стекла и т.д. Если свет просто несколько раз ослаблять, то рано или поздно он ослабится до одиночных фотонов.

Цитировать
да и еще..
тот источник одиночных парных фотонов который есть на продаже и правда генерирует только их ?

Нет, всегда присутствует некоторый процент шума. Это тоже закон квантовой механики. Более того, при определенных условиях ВСЕ пары распадаются. Это произойдет при неправильном их наблюдении.

Цитировать
и это те формулы ? или я ошибся ?

Это простейший случай дифракции - на узких и длинных щелях, когда эффектами на концах щелей можно пренебречь. Готовое решение задачи, но чуть-чуть другой задачи.

Если нужен более сложный случай, например, щели сложной формы, щели на неравных расстояниях или непараллельные, и т.д. и т.п., готовые формулы найти не получится. Тогда надо брать непосредственно исходный интеграл - суммировать вклады от отдельных участков экрана. (См. для примера расчет одной щели на прошлой странице того же сайта).

Цитировать
Я уверен последовательность попадания фотонов и их ограниченного количества - можно повторять неограниченное количество раз - в этом в принципе и суть эксперимента.
К сожалению не узнаю пока не попробую :'(

Уже известно, что нет: на одиночных частицах (любых, необязательно фотонах) последовательность НИКОГДА не повторяется. Проверено многократно. Этот факт теперь лежит в самом фундаменте современной науки, настолько надежно он проверен.

Оффлайн bbbw

  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 11
  • Репутация: +0/-0
Re: Повторение эксперимента с двумя щелями
« Ответ #16 : 05 Октябрь 2014, 10:45:14 »
Ну я так полагаю , что за опровержение этого факта - можно и премию взять  :smile:

От этой "навязчивой" идеи я пока не отказался.
В виду ограниченности средств прошу вас по возможности подсказать  подойдет ли ФЭУ 77 ?(его мне проще достать)  для регистрации одиночных фотонов. Я понял ФЭУ делятся на несколько групп по назначению. К сожалению в качестве излучателя планируется использовать лазерную указку 650nm <5mw. Есть пока и другие трудности - например предотвращение прямого или отраженного (с точки зрения классической физики)попадания излучения на приемник. Ведь одиночные парные фотоны попадут туда независимо от "траектории полета" , а остальные желательно исключить, хотя бы до 1/10 количества их парным.
 За ранее благодарен.

Оффлайн Gall

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2736
  • Репутация: +172/-0
    • Sam's Laser FAQ на русском
Re: Повторение эксперимента с двумя щелями
« Ответ #17 : 06 Октябрь 2014, 10:24:38 »
Ну я так полагаю , что за опровержение этого факта - можно и премию взять  :smile:
Скорее всего потом просто найдется ошибка в постановке эксперимента ;)
Дело в том, что на сегодняшний день есть не одно и не десять, а несколько сотен тысяч подтверждений этого факта. Можно сказать, что вся современная электроника на нем основана. Современная квантовая механика - это уже не абстрактная теория, она вполне применяется на практике. Например, все технологические процессы в производстве микропроцессоров, сотовых телефонов и т.д. на ней базируются. Волновая функция и связанные с ней вероятности - это самые основополагающие принципы. Если мы ошибаемся в них, тогда непонятно, почему вся современная техника работает  :blink:


Цитировать
В виду ограниченности средств прошу вас по возможности подсказать  подойдет ли ФЭУ 77 ?(его мне проще достать)  для регистрации одиночных фотонов. Я понял ФЭУ делятся на несколько групп по назначению. К сожалению в качестве излучателя планируется использовать лазерную указку 650nm <5mw.

Сурьмяно-натриево-калиево-цезиевый? Вроде пойдет, он вроде к 650 еще чувствителен. Здесь главное на красную границу смотреть. У многих ФЭУ к 650 нм чувствительность почти нулевая, их надо с зеленым или синим светом использовать. Все остальное более-менее решается адекватным источником питания.

Можете еще на ebay старые ФЭУ фирмы RCA поискать.


Цитировать
Есть пока и другие трудности - например предотвращение прямого или отраженного (с точки зрения классической физики)попадания излучения на приемник. Ведь одиночные парные фотоны попадут туда независимо от "траектории полета" , а остальные желательно исключить, хотя бы до 1/10 количества их парным.
Непонятно, чем отличаются "хорошие" и "плохие" фотоны. С точки зрения квантовой механики они одинаковы.

Оффлайн bbbw

  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 11
  • Репутация: +0/-0
Re: Повторение эксперимента с двумя щелями
« Ответ #18 : 06 Октябрь 2014, 22:30:33 »
к сожалению - не одинаковы( ведь на самом деле даже в современной квантовой физике распространение  одиночных парных фотонов не ясно ;) они есть , но до момента измерения по сути их нет - ни в точке А ни в точке Б условно, они появляются - лиш в момент измерения.
Что касаемо "плохих и хороших" то например давно существует фактически реализованный квантовый канал связи со 100% гарантией от перехвата. Жаль, что практические достижения в этой области не доступны, только теория(((

Оффлайн bbbw

  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 11
  • Репутация: +0/-0
Re: Повторение эксперимента с двумя щелями
« Ответ #19 : 06 Октябрь 2014, 22:32:57 »
Извиняюсь , что повторюсь - как по вашему подойдет ФЭУ 77 ?

Оффлайн bbbw

  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 11
  • Репутация: +0/-0
Re: Повторение эксперимента с двумя щелями
« Ответ #20 : 06 Октябрь 2014, 22:41:24 »
Что касаемо источника питания для ФЭУ - то предложенные и испытанные варианты его питания - мне кажутся не достаточно корректными.
Лучший вариант - это умножители питания на диодах, хотя у них - то же есть свои недостатки.
В моем понимании лучший источник питания для данной цели - катушка Тесла, имеющая соответствующие выводы. Более - менее подобные способы , давно реализованы , но на них реализованы лиш последнее 2 каскада питания.
Уверен , что могу обеспечить  гораздо более стабильное питание!

Оффлайн Gall

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2736
  • Репутация: +172/-0
    • Sam's Laser FAQ на русском
Re: Повторение эксперимента с двумя щелями
« Ответ #21 : 07 Октябрь 2014, 14:25:37 »
к сожалению - не одинаковы( ведь на самом деле даже в современной квантовой физике распространение  одиночных парных фотонов не ясно ;) они есть , но до момента измерения по сути их нет - ни в точке А ни в точке Б условно, они появляются - лиш в момент измерения.

Не совсем так. До момента измерения фотоны существуют и обладают кучей разных характеристик, любую из которых при желании мы можем наблюдать. У фотонов есть волновая функция, и она есть независимо от нас. Но для нас единственный способ узнать характеристики фотона - это подействовать на фотон. Нет взаимодействия - нет и информации, невозможно "подглядывать" за частицей и одновременно не трогать ее. Поэтому в момент наблюдения мы сами заставляем фотон собраться в одну точку. Это происходит потому, что мы настроили наш прибор на регистрацию "фотонов-частиц", а не "фотонов-волн". Регистрация проходит успешно тогда и только тогда, когда наша установка сможет "собрать" фотон в частицу-точку. Быть может, наш ФЭУ тем временем прозевал 10000 фотонов-волн, которые по каким-то причинам не собрались в точку на фотокатоде. Мы не можем этого узнать, если не принимаем каких-либо специальных мер (обычно направленных просто на заблаговременное удаление подобных фотонов из установки).

Различие между одиночным фотоном и одним из двух фотонов в паре - ТОЛЬКО в том, как именно мы осуществляем акт наблюдения.

Строго говоря, любое наблюдение за любой частицей всегда уничтожает эту частицу. Если мы в какой-то точке видели атом, это значит, что мы этот атом разрушили. По законам сохранения где-то около этой точки немедленно образуется новый точно такой же атом, про который мы обычно говорим, что это "тот же самый" атом и есть. Именно этим и объясняется принцип неопределенности: новая частица, образовавшаяся взамен уничтоженной нами при наблюдении старой, не является ее точной копией. В силу тех же законов сохранения она вбирает в себя часть энергии или материи, затраченной нами в процессе наблюдения, и это приводит к существенным отклонениям в поведении частицы в будущем.

Отклонение траектории фотона от прямой линии при прохождении через отверстие объясняется тем, что иногда фотон в отверстии сам по себе разрушается, а на его месте рождается новый фотон. Когда это происходит в вакууме, новый фотон всегда точно копирует старый, поэтому мы не видим такой процесс. (Одно из формальных описаний движения любой частицы - бесконечная последовательность рождений и уничтожений). Но вблизи края отверстия велика вероятность события с участием третьего фотона: "наш" фотон может занять место фотона во взаимодействии какого-нибудь из электронов с атомным ядром, а фотон из взаимодействия полетит дальше вместо "нашего". При этом возможно возникновение небольших отличий в движении всех участников. Внутри материала щели при этом пойдут какие-нибудь фононы, но мы не следим за такими процессами. Поэтому с нашей точки зрения все выглядит так, как если бы фотон отклонился от прямолинейной траектории. Это и есть та самая дифракционная картина, которую мы видим.

Цитировать
Что касаемо "плохих и хороших" то например давно существует фактически реализованный квантовый канал связи со 100% гарантией от перехвата. Жаль, что практические достижения в этой области не доступны, только теория(((
Нет, на практике уже тоже работает, просто слишком сложно и дорого для массового применения. Только в этом канале не делается отбраковка "плохих" фотонов вообще. Используются ВСЕ фотоны. Просто параллельно должен идти еще и обычный канал связи, по которому передается шифрованная информация. А по фотонному каналу - ключ к шифру (одноразовый блокнот). При достаточно большом количестве "хороших" фотонов (независимо от количества "плохих") информация расшифровывается полностью. Если же "хороших" фотонов не будет совсем или будет очень мало, расшифровка становится невозможной. При отсутствии параллельного обычного канала связи разница между "хорошими" и "плохими" фотонами исчезает. (На этом и основана защита от перехвата).

ФЭУ вроде бы подходит. На 100% не уверен, но выглядит нормально.

 



SimplePortal 2.3.3 © 2008-2010, SimplePortal