Тема: Квантовое запутывание в домашних условиях

[Andrej77]

Может шума все-таки не так много будет?
Купил зеленый лазер. В комплекте есть насадка, луч проходя через переливающиеся на свету стеклышко разбивается на множество точек. Причем чем ближе точка к центру, тем она ярче. Я думаю это интерференция?

[Gall]

Да, это классическая интерференция. Более того, интерференцией даже сложные картинки делать можно. Это не проблема. Явление настолько хорошо изучено, что его можно применять даже в сувенирной продукции.

Шума обычно получается как раз много. Ну попробуйте просто снять темноту с выдержкой в полчаса. Именно в домашних условиях пленка - проще. Пленку надо брать не слишком большой чувствительности (100) и аккуратно проявлять - тут лучше смешать проявитель самому по рецепту, а не брать готовую смесь. Ну что поделаешь.

Кстати, щели очень хорошо делать тем же фотоспособом, да и не только щели. Дифракция с интерференцией хорошо получается, если в качестве объекта взять изображение на фотопленке. Те же две щели можно не прорезать, а сделать в виде двух прозрачных линий на черной пленке, что довольно легко делается фотоспособом: нарисовать на бумаге и сфотографировать на пленку с сильным уменьшением. Если же изображение на пленке получать с помощью самой же интерференции, это будет называться "голограмма", и интерференционная картина тогда будет выглядеть как полноценное объемное изображение. Это достижимо в домашних условиях с красным лазером, но специальные фотопластинки придется купить.

[Andrej77]

Если я установлю на фотоаппарате iso 100 то шума не так уж и много, а если 6400 тогда да очень много.

[Gall]

Если сделать выдержку в часы, то шума будет много даже на 100. По сравнению с фотоаппаратом пленка на 100 не шумит совсем, но даже этого шума слишком много, когда речь об одиночных фотонах. В лабораториях матрицы жидким азотом не от хорошей жизни охлаждают.

[Andrej77]

Если сделать выдержку в часы, то шума будет много даже на 100. По сравнению с фотоаппаратом пленка на 100 не шумит совсем, но даже этого шума слишком много, когда речь об одиночных фотонах. В лабораториях матрицы жидким азотом не от хорошей жизни охлаждают.

Появилась идея подавать очень короткий импульс на лазер с малой яркостью. Таким образом возможно будет получить одиночные фотоны? Каково быстродействие лазерного светодиода?

[Gall]

Не получится. Принцип действия лазера основан на клонировании фотонов. Лазер, включенный на недостаточно большое время, генерирует нелазерный мусор. Время установления генерации может быть от наносекунд до микросекунд, после чего фотонов будет уже очень много.

Короткие импульсы из большого количества фотонов получают на лазерах, у которых внутрь резонатора вставлен элемент, прерывающий луч. С лазерным диодом так не сделать, нужен лазер, у которого зеркала стоят снаружи, например, неодимовый. Так можно получать наносекунды. Можно получить импульсы вплоть до пикосекундных и короче, если манипулировать смешиванием и разделением лучей близких частот, т.н. "синхронизация мод", но это уже сложно. Во всех случаях речь о мощных (до гигаватта и более!) импульсах очень малой длительности.

Отдельные фотоны получаются проще всего уничтожением части фотонов из луча. Темное стекло. Полупрозрачное зеркало, отражающее почти все и пропускающее очень мало. Слабое отражение от стекла, стоящего почти под углом Брюстера. Поляризатор, повернутый почти под 90 градусов к поляризации. Комбинация этих методов. Ослабьте луч до такой степени, что свет вообще перестанет быть виден глазом, даже в полной темноте, но за несколько часов или даже дней фотопленку таки засвечивает - это и будут примерно одиночные фотоны. С помощью ФЭУ можно убедиться, что они действительно одиночные.

[AlexDark]

Счетное число фотонов можно получить, питая некоторые светодиоды сверхкороткими импульсами - в итоге получается несколько сот фотонов. Но любой светодиод не подойдет.

[Andrej77]

А этот ФЭУ вообще дорого стоит?

[Gall]

Счетное число фотонов можно получить, питая некоторые светодиоды сверхкороткими импульсами - в итоге получается несколько сот фотонов. Но любой светодиод не подойдет.

А главное, фотоны будут разными. Что создаст проблемы. Поэтому лучше прореживать большой поток фотонов, нежели пытаться создать маленький.

[Gall]

А этот ФЭУ вообще дорого стоит?

Если искать со старых складских остатков, то можно дешево достать. А вот подключать его довольно неприятно. Это по сути радиолампа, питается примерно киловольтом напряжения, причем хитро: у него, допустим, 10 электродов, и надо на первый подать 100 вольт, на второй 200 и т.д., на последний 1000. А потом еще зарегистрировать ток на его выходе. При одиночных фотонах на выходе будут импульсы тока - слабые, но четко одиночные.

Современные полупроводниковые детекторы способны тоже регистрировать отдельные фотоны, но вот они-то как раз дорогие. А старый ФЭУ, может быть 50 лет на складе валявшийся, можно недорого найти. http://istok2.com/catalog/9/ Советские приличные ФЭУ идут под большими номерами, и обязательно надо сначала посмотреть документацию. Характеристика фотокатода - самое главное.

[AlexDark]

На ебэе еще бывают готовые модули счета фотонов за ~$150. Потому что в самодельном еще и предусилитель будет не слишком простым.

[Gall]

На современных деталях предусилитель получается относительно простым, проще, чем источник высокого. Вот если на старых, тогда проблема.