Seuraa 
Viestejä24831
Liittynyt5.12.2012

Jos fotonin, jonka tila on 50/50 superpositio horisontaalisesta ja vertikaalisesta polarisaatiosta, tielle asetetaan polarisoivo säteenjakaja, polarizing beam splitter,
https://en.m.wikipedia.org/wiki/Polarizer
niin splitteri jakaa sen kahteen eri suuntaan lähteviksi komponenteiksi. Jos nuo sitten peilien avulla ohjataan samaan yhtä pitkien reittien kautta detektoriin, skreeni tms., niin kumoavaa/vahvistavaa interferenssiä ei havaita, koska esim. klassisesti sähkökentät ollessaan 90 asteen kulmassa eivät voi kumota toisiaan.
Mutta jos toisen komponentin tielle laitetaan polarisaation kääntäjä, polarization rotator,
https://en.m.wikipedia.org/wiki/Polarization_rotator
joka kääntää polarisaatiota 90 astetta, niin havaitaanko nyt interferenssi ?

3³+4³+5³=6³

Sivut

Kommentit (130)

QS
Seuraa 
Viestejä4350
Liittynyt26.7.2015

Sanoisin, että havaitaan.

Jos superpositiossa komponentit polarisoitu ortogonaalisesti (eli esim juurikin |H> ja |V>), niin eivät interferoi. Jos toinen komponentti käännetään takaisin samaksi lineaaripolarisaatioksi, niin interferenssi on mahdollinen.

JPI
Seuraa 
Viestejä24831
Liittynyt5.12.2012

Quantum State kirjoitti:
Sanoisin, että havaitaan.

Jos superpositiossa komponentit polarisoitu ortogonaalisesti (eli esim juurikin |H> ja |V>), niin eivät interferoi. Jos toinen komponentti käännetään takaisin samaksi lineaaripolarisaatioksi, niin interferenssi on mahdollinen.

No niin minustakin. Tämä oli alustus yhtedn juttuu, josta postaan myöhemmin, sitä pitää vähän funtsia vielä. :-)

3³+4³+5³=6³

QS
Seuraa 
Viestejä4350
Liittynyt26.7.2015

JPI kirjoitti:
Quantum State kirjoitti:
Sanoisin, että havaitaan.

Jos superpositiossa komponentit polarisoitu ortogonaalisesti (eli esim juurikin |H> ja |V>), niin eivät interferoi. Jos toinen komponentti käännetään takaisin samaksi lineaaripolarisaatioksi, niin interferenssi on mahdollinen.

No niin minustakin. Tämä oli alustus yhtedn juttuu, josta postaan myöhemmin, sitä pitää vähän funtsia vielä. :-)

Fotonin seikkailut beamsplittereissä ja interferometreissä ovat aina yhtä mielenkiintoisia. Ja usein fotonihitunen yllättääkin touhuillaan :)

Seurailen, kun aikanaan avaat juttua tarkemmin!

Eusa
Seuraa 
Viestejä14380
Liittynyt16.2.2011

Tuo polarisaation kääntäjä vastaa sitä, että matka muuttuu. Samoin voisivat ortogonaalisesti polarisoituneet aaltopaketit heijastua yhdensuuntaiselta esim. molempien polarisaation suhteen 45 asteen kulmassa olevasta pinnasta, josta saisivat yhteistä saman polarisaatiosuunnan komponenttia ja voisivat sen jälkeen inerferoida. Polarisaatio on, kuten valon nopeuskin, avaruusajan, ei valon ominaisuus. Ajatukseni globaalista spinorista perustuukin osaltaan ajatukseen, että kvanttitilat voisivat olla syklisen avaruusajan fluktuoinnin tiloja, viritystilapotentiaalit radiaalisia epajatkuvuuden epätarkkuuskahvoja. Jotain sellaista. Valo olisi sitten tuplakätisyyksinen oikokahva, jossa kätisyyskohtioiden välinen etäisyys määrää kvanttiin sitoutuneen energian, aallonpituuden, mitä lyhyempi etäisyys sitä energisempi on potentiaali..

Sorry taas pitkästyttävästä tajunnanvirran muistiinpanosta. Vaan pakkoko näitä on kenenkään lukea...

Hienorakennevakio suoraan vapausasteista: 1 / (1^0+2^1+3^2+5^3+1^0/2^1*3^2/5^3) = 1 / 137,036

JPI
Seuraa 
Viestejä24831
Liittynyt5.12.2012

JPI kirjoitti:
Koklaan ensin näkyykö kuva.

No näkyyhän se.

Kuvan merkinnät:

PS = Polarizing (beam) Splitter

PR = Polarization rotator (90 astetta)

HM = Half Mirror

Mirror = Mirror :-)

D1 ja D2 detektorit

Vasemmalta tuleva sininen säde on tuleva valo/fotoni, punainen on vertikaalisesti polarisoitunut valo/fotoni ja vihreä vastaavasti horisontaalisesti polarisoitunut.

Ok: Jos tuo sininen on 50/50 superpositio tiloista |H> ja |V> (ei polarisoitunut) ja säteiden kulkemat matkat puoliläpäisevään peiliin HM sopivan mittaiset, niin interferenssin johdosta vain toinen detektori, sanotaan D1 antaa signaalin. Jos taas tuleva fotoni on jommassa kummassa tilassa |H> tai |V>, niin kumpi tahansa detektori voi antaa signaalin.

Onko näin?

Jatkuu :-)

3³+4³+5³=6³

QS
Seuraa 
Viestejä4350
Liittynyt26.7.2015

JPI kirjoitti:
JPI kirjoitti:
Koklaan ensin näkyykö kuva.

No näkyyhän se.

Kuvan merkinnät:

PS = Polarizing (beam) Splitter

PR = Polarization rotator (90 astetta)

HM = Half Mirror

Mirror = Mirror :-)

D1 ja D2 detektorit

Vasemmalta tuleva sininen säde on tuleva valo/fotoni, punainen on vertikaalisesti polarisoitunut valo/fotoni ja vihreä vastaavasti horisontaalisesti polarisoitunut.

Ok: Jos tuo sininen on 50/50 superpositio tiloista |H> ja |V> (ei polarisoitunut) ja säteiden kulkemat matkat puoliläpäisevään peiliin HM sopivan mittaiset, niin interferenssin johdosta vain toinen detektori, sanotaan D1 antaa signaalin. Jos taas tuleva fotoni on jommassa kummassa tilassa |H> tai |V>, niin kumpi tahansa detektori voi antaa signaalin.

Onko näin?

Jatkuu :-)

Kyllä näin sanoisin minäkin. Ensimmäinen vaihtoehto (ei polarisoitunut) kuvan tapauksessa antaa vain D2:ssa signaaleja.

Ja jos tuleva fotoni esim. |H>, niin PBS:n jälkeen fotoni etenee vain ylöspäin suuntautuvaa 'reittiä' (huono sana tuo reitti...), koska PBS päästää fotonin vain |H>:lle tarkoitettuun suuntaan tässä tapauksessa. Ja hetken kuluttua HM:n jälkeen superpositiossa, joka johtaa 50/50 todennäköisyydellä D1 tai D2.

Menikö oikein? :)

JPI
Seuraa 
Viestejä24831
Liittynyt5.12.2012

No ajattelin odottaa vastauksia mutta en malta.

Liisa ja Ville (Alice ja Bob) ovat etäällä toisistaan avaruudessa ja puolivälissä heitä on vimpstaakkeli, joka ampuu vastakkaisiin Liisan ja Villen suuntiin lomittuneita fotoneja suurella taajudella. Noilla fotoneilla ei ole ennen mittausta mitään tiettyä polarissatiota eli ovat unpolarized.

Oletetaan, että yo. kuvan kaltainen ilmaisin on Villellä ja Liisa joko mittaa polarisaatiota tai ei mittaa sitä. Lisäksi nuo mittaus tai ei-mittaus ajat olkoon pituudeltaan T. Siis esim. Liisa mittaa ajan T, sitten ei mittaa ajan T, sitten taas mittaa ajan T ja taas mittaa ajan T jne. Noita mittausjaksoja voidaan siis kuvata 1011..., missä 1 vastaa mittaamista ja 0 ei mittaamista. Jos Liisa ei mittaa, niin Villen ilmaisimeen tulevilla fotoneilla (kuvassa sininen säde) ei ole tiettyä polarisaatiota, jolloin vain detektori D1 antaa signaalia. Jos taas Liisa mittaa niin kumpikin detektori antaa satunnaisesti signaalia, koska Villen ollessa hieman kauempana lähteestä hänen mittalaitteeseensa silloin tulee tietyssä polarisaatiotilassa olevia fotoneja. Ville siis koodaa mittarinsa tuloksen muotoon 1101.., jossa 1 tarkoittaa, että jakson T kuluessa vain D1 antaa signaalia, ja 0 sitä, että jakson T aikana molemmista detektoreista tulee signaaleja. Jos T on niin pitkä, että sen aikana tulee useita esim. keskimäärin 32 fotonia, niin D1 ja D2 lähes varmasti "piippaavat" molemmat mikäli tulevat fotonit ovat tietyssä tilassa eli Liisa mittasi niiden kietoutuneet parit...

Ei voi olla, voiko, heh :-))

3³+4³+5³=6³

JPI
Seuraa 
Viestejä24831
Liittynyt5.12.2012

Quantum State kirjoitti:
JPI kirjoitti:
JPI kirjoitti:
Koklaan ensin näkyykö kuva.

No näkyyhän se.

Kuvan merkinnät:

PS = Polarizing (beam) Splitter

PR = Polarization rotator (90 astetta)

HM = Half Mirror

Mirror = Mirror :-)

D1 ja D2 detektorit

Vasemmalta tuleva sininen säde on tuleva valo/fotoni, punainen on vertikaalisesti polarisoitunut valo/fotoni ja vihreä vastaavasti horisontaalisesti polarisoitunut.

Ok: Jos tuo sininen on 50/50 superpositio tiloista |H> ja |V> (ei polarisoitunut) ja säteiden kulkemat matkat puoliläpäisevään peiliin HM sopivan mittaiset, niin interferenssin johdosta vain toinen detektori, sanotaan D1 antaa signaalin. Jos taas tuleva fotoni on jommassa kummassa tilassa |H> tai |V>, niin kumpi tahansa detektori voi antaa signaalin.

Onko näin?

Jatkuu :-)

Kyllä näin sanoisin minäkin. Ensimmäinen vaihtoehto (ei polarisoitunut) kuvan tapauksessa antaa vain D2:ssa signaaleja.

Ja jos tuleva fotoni esim. |H>, niin PBS:n jälkeen fotoni etenee vain ylöspäin suuntautuvaa 'reittiä' (huono sana tuo reitti...), koska PBS päästää fotonin vain |H>:lle tarkoitettuun suuntaan tässä tapauksessa. Ja hetken kuluttua HM:n jälkeen superpositiossa, joka johtaa 50/50 todennäköisyydellä D1 tai D2.

Menikö oikein? :)

Just noin, paitsi että minulla oli D1 ja sinulla D2 oli se detektori joka antaa ainoana signaalia interferenssin tapauksessa. Tuo on kuitenkin tietysti ihan valintakysymys, riippuu matkoista, eikö?

3³+4³+5³=6³

QS
Seuraa 
Viestejä4350
Liittynyt26.7.2015

JPI kirjoitti:
Quantum State kirjoitti:
JPI kirjoitti:
JPI kirjoitti:
Koklaan ensin näkyykö kuva.

No näkyyhän se.

Kuvan merkinnät:

PS = Polarizing (beam) Splitter

PR = Polarization rotator (90 astetta)

HM = Half Mirror

Mirror = Mirror :-)

D1 ja D2 detektorit

Vasemmalta tuleva sininen säde on tuleva valo/fotoni, punainen on vertikaalisesti polarisoitunut valo/fotoni ja vihreä vastaavasti horisontaalisesti polarisoitunut.

Ok: Jos tuo sininen on 50/50 superpositio tiloista |H> ja |V> (ei polarisoitunut) ja säteiden kulkemat matkat puoliläpäisevään peiliin HM sopivan mittaiset, niin interferenssin johdosta vain toinen detektori, sanotaan D1 antaa signaalin. Jos taas tuleva fotoni on jommassa kummassa tilassa |H> tai |V>, niin kumpi tahansa detektori voi antaa signaalin.

Onko näin?

Jatkuu :-)

Kyllä näin sanoisin minäkin. Ensimmäinen vaihtoehto (ei polarisoitunut) kuvan tapauksessa antaa vain D2:ssa signaaleja.

Ja jos tuleva fotoni esim. |H>, niin PBS:n jälkeen fotoni etenee vain ylöspäin suuntautuvaa 'reittiä' (huono sana tuo reitti...), koska PBS päästää fotonin vain |H>:lle tarkoitettuun suuntaan tässä tapauksessa. Ja hetken kuluttua HM:n jälkeen superpositiossa, joka johtaa 50/50 todennäköisyydellä D1 tai D2.

Menikö oikein? :)

Just noin, paitsi että minulla oli D1 ja sinulla D2 oli se detektori joka antaa ainoana signaalia interferenssin tapauksessa. Tuo on kuitenkin tietysti ihan valintakysymys, riippuu matkoista, eikö?

Itse perustelin D2:n jostain muistin lokerosta siten, että Mach-Zehnder interferometrissa se detektori antaa signaalin, joka on samassa suunnassa fotonin tulosuunnan kanssa.

Eli vasemmmalta interferometriin tuleva fotoni piippaa D2:ssa, ja jos fotoni tulisi alhaalta, se piippaisi D1:ssä. Tämän voi johtaa ainakin normaaleilla BS:llä tilavektorin vaihe-eroista. BS:ssä läpimenevä komponentti pysyy samassa vaiheessa, ja heijastuva komponentti ottaa -i kertoimen suhteelliseksi vaihe-eroksi. Noita kun pyörittelee superpositioissa interferometrin läpi, niin loppupäästä jomman kumman detektorin komponentti häviää nollaksi.

Täytyisi vaan tsekata, että toimiiko PBS samoin.

Palataanko tähän huomenna, pakko nukkua univelat pois.  HUOM: En takaa että perusteluni oli oikein, täytyy pohtia muutama minuutti pidempään.

QS
Seuraa 
Viestejä4350
Liittynyt26.7.2015

Eikun siis ottaa pii/2 eli +i suhteellisen vaihe-eron tilavektorinsa eteen. Vasemmalta BS:ään tuleva fotoni jakautuu komponenteiksi |oikealle> + i |ylös> . Ja vastaavasti alhaalta tuleva fotoni jakautuisi    i |oikealle> + |ylös>

Jos molemmilla komponenteilla on samanlainen peili matkan varrella, niin niiden antaman vaihe-eron voi unohtaa.

Loput kirjoitan huomenissa. Öit :)

p.s sorry noi ket-vektorit huonosti luettavia näin ascii merkeillä.

JPI
Seuraa 
Viestejä24831
Liittynyt5.12.2012

Quantum State kirjoitti:
Eikun siis ottaa pii/2 eli +i suhteellisen vaihe-eron tilavektorinsa eteen. Vasemmalta BS:ään tuleva fotoni jakautuu komponenteiksi |oikealle> + i |ylös> . Ja vastaavasti alhaalta tuleva fotoni jakautuisi    i |oikealle> + |ylös>

Jos molemmilla komponenteilla on samanlainen peili matkan varrella, niin niiden antaman vaihe-eron voi unohtaa.

Loput kirjoitan huomenissa. Öit :)

p.s sorry noi ket-vektorit huonosti luettavia näin ascii merkeillä.

Ok. Jompikumpi D1 tai D2 piippaa siis tulevan fotonin ollessa polarisoitumaton, mutta oleellista on tuossa se, että jompikumpi ei niinkään kumpi. :-)

3³+4³+5³=6³

QS
Seuraa 
Viestejä4350
Liittynyt26.7.2015

JPI kirjoitti:
Quantum State kirjoitti:
Eikun siis ottaa pii/2 eli +i suhteellisen vaihe-eron tilavektorinsa eteen. Vasemmalta BS:ään tuleva fotoni jakautuu komponenteiksi |oikealle> + i |ylös> . Ja vastaavasti alhaalta tuleva fotoni jakautuisi    i |oikealle> + |ylös>

Jos molemmilla komponenteilla on samanlainen peili matkan varrella, niin niiden antaman vaihe-eron voi unohtaa.

Loput kirjoitan huomenissa. Öit :)

p.s sorry noi ket-vektorit huonosti luettavia näin ascii merkeillä.

Ok. Jompikumpi D1 tai D2 piippaa siis tulevan fotonin ollessa polarisoitumaton, mutta oleellista on tuossa se, että jompikumpi ei niinkään kumpi. :-)

Juu, näin on. Se ei olennaista tässä, että kumpi detektori. Olennaisinta että Alicella ja Bobilla on taas hommia avaruudessa ;D

Mutta mietityttää A(lice):n ja B(ob):n fotonien lomittaminen. Veikkaisin, että koeasetelmaa tulisi hiukan muuttaa.

Jos ymmärsin oikein, niin oletuksena oli, että ennen mittausta sekä A:n että B:n fotonit ovat polarisoimattomia. Tämän kuvasit koeasetelman ensimmäisessä kappaleessa ylempänä. Jos haluamme lomittaa fotonit, se täytynee tehdä jonkin ominaisuuden suhteen, siis esim liikemäärän, aallonpituuden tai polarisaation suhteen.

Eli: A:n ja B:n välissä olevan vimpstaakkelin tulee luoda fotonit polarisaatiolla lomitettuna, jotta voisimme polarisaation avulla tehdä lomittumismittauksia. Tämä johtaa siihen, että lomittuneen tilan tulee olla jossain Bellin tilassa, esim |AH>|BV> + |AV>|BH>. Pelkästään se, että A:n ja B:n välissä oleva laite ampuu fotoneja, ei riitä.

Jos laite ampuu jonkun muun suhteen lomittuneita (esim liikemäärän suhteen), niin polarisaatiosta ei ole löydettävissä korrelaatiota lomittuneen parin osien välillä. Tämä täytyy ottaa huomioon koeasetelman lähtötilanteessa, jonka kuvasit "Noilla fotoneilla ei ole ennen mittausta mitään tiettyä polarissatiota eli ovat unpolarized."

Vai :) ?

JPI
Seuraa 
Viestejä24831
Liittynyt5.12.2012

Quantum State kirjoitti:
JPI kirjoitti:
Quantum State kirjoitti:
Eikun siis ottaa pii/2 eli +i suhteellisen vaihe-eron tilavektorinsa eteen. Vasemmalta BS:ään tuleva fotoni jakautuu komponenteiksi |oikealle> + i |ylös> . Ja vastaavasti alhaalta tuleva fotoni jakautuisi    i |oikealle> + |ylös>

Jos molemmilla komponenteilla on samanlainen peili matkan varrella, niin niiden antaman vaihe-eron voi unohtaa.

Loput kirjoitan huomenissa. Öit :)

p.s sorry noi ket-vektorit huonosti luettavia näin ascii merkeillä.

Ok. Jompikumpi D1 tai D2 piippaa siis tulevan fotonin ollessa polarisoitumaton, mutta oleellista on tuossa se, että jompikumpi ei niinkään kumpi. :-)

Juu, näin on. Se ei olennaista tässä, että kumpi detektori. Olennaisinta että Alicella ja Bobilla on taas hommia avaruudessa ;D

Mutta mietityttää A(lice):n ja B(ob):n fotonien lomittaminen. Veikkaisin, että koeasetelmaa tulisi hiukan muuttaa.

Jos ymmärsin oikein, niin oletuksena oli, että ennen mittausta sekä A:n että B:n fotonit ovat polarisoimattomia. Tämän kuvasit koeasetelman ensimmäisessä kappaleessa ylempänä. Jos haluamme lomittaa fotonit, se täytynee tehdä jonkin ominaisuuden suhteen, siis esim liikemäärän, aallonpituuden tai polarisaation suhteen.

Eli: A:n ja B:n välissä olevan vimpstaakkelin tulee luoda fotonit polarisaatiolla lomitettuna, jotta voisimme polarisaation avulla tehdä lomittumismittauksia. Tämä johtaa siihen, että lomittuneen tilan tulee olla jossain Bellin tilassa, esim |AH>|BV> + |AV>|BH>. Pelkästään se, että A:n ja B:n välissä oleva laite ampuu fotoneja, ei riitä.

Jos laite ampuu jonkun muun suhteen lomittuneita (esim liikemäärän suhteen), niin polarisaatiosta ei ole löydettävissä korrelaatiota lomittuneen parin osien välillä. Tämä täytyy ottaa huomioon koeasetelman lähtötilanteessa, jonka kuvasit "Noilla fotoneilla ei ole ennen mittausta mitään tiettyä polarissatiota eli ovat unpolarized."

Vai :) ?

Joo, oletin tietenkin, että fotonit ovat lomittuneet nimenomaan spinin suhteen koskapa sen mittauksesta puhuin. Juuri tuollaisesta lomittumisesta on kyse kun lähde emittoi vastakkasiin suuntii lomittuneita fotoneja, joiden tila kuvaa lauseke 1/√2(|H>|2V>-|1V>|2H>).

3³+4³+5³=6³

Sivut

Suosituimmat

Uusimmat

Uusimmat

Suosituimmat