аналогию, иллюстрирующую что такое квантовая запутанность; на двух форумах мне сказали, что она верная, и далее в моём посте есть описание эксперимента с поляризаторами и волновыми пластинками, соответствующему этой модели (неравенства CHSH). Чтобы его понять, нужно разобраться, что такое поляризация. В книге “Отличная квантовая механика” написано, что КМ лучше изучать начиная с оптики, и вообще термин “квантовая механика” некорректный, т.к. кроме собственно механики есть оптика и другие проявления квантовых эффектов.
У меня раньше было два представления, что такое поляризация, оба неверные:
1) Луч света “плоский” и имеет направление, перпендикулярное направлению его движения, т.е. луч это как бы тонкая длинная пластинка, нормаль к этой пластинке перпендикулярна линии движения луча, и направление этой нормали является поляризацией. Когда свет проходит через поляризатор, лучи с определённым направлением нормали поглощаются, поэтому через два перпендикулярных поляризатора свет пройти не могут (через первых проходят только лучи с горизонтальной нормалью, а через второй только лучи с вертикальной).
Эта аналогия неверна, поскольку можно между двумя перпендикулярными поляризаторами поставить третий и интенсивность увеличится:
2) Можно тогда предложить идею, что поляризатор поворачивает поляризацию света, но наверно это ещё несерьезнее?
Фрагмент ролика: мы рассматриваем волну, смотря на неё по направлению её движения. Как я понимаю, для наглядности можно брать вектор напряжённости электростатического поля — для вектора магнитного поля получатся те же выводы. У этой волны есть горизонтальный и вертикальный компоненты:
Скрытый текст
Если вертикальный и горизонтальный компоненты имеют одинаковый фазовый сдвиг, суммарный вектор будет колебаться также как вектор горизонтально поляризованного света, только под углом. Это называется линейной поляризацией? В видео говорится что это будет суперпозиция двух компонент. Но если выбрать другие оси отчёта, этот суммарный вектор будет просто горизонтальным или просто вертикальным, т.е. суперпозиции не будет. Значит, не бывает фундаментального различия между суперпозицией и отсутствием суперпозиции, всё сводится к выбору системы координат? Можно ли как-то разъяснить этот момент для случая кота Шредингера?
Я слышал примерно так: поляризация одного фотона это формально два комплексных числа, но у них общая амплитуда и фаза не важна, поэтому можно описать состояние одним комплексным числом, а лучше описать состояние сферой Блоха, нормализованным трехмерным вектором. К сожалению я этого не понимаю, может кто-нибудь разъяснить?
Процесс поляризации это по сути процесс измерения, т.е. коллапс
волновой функции?
Можно ли получить ответы на вопросы выше, не вдаваясь в квантование фотона, а рассматривая только классические уравнения Максвелла?
Можно ли получить эти ответы, рассматривая только фотоны с линейной поляризацией?
"Ты должен сделать добро из зла, потому что его больше не из чего сделать". АБ Стругацкие.
Здравствуйте, Khimik, Вы писали:
K>Как я поменяю тематику вопросов? Меня же быстро распознают по темам постов. Кроме того они очень старательно проверяют всех по ip или чему-то ещё.
Здравствуйте, Эйнсток Файр, Вы писали:
ЭФ>Форумы физиков и о физике:
ЭФ>форум www.lebedev.ru (phorum.lebedev.ru) — форум сайта Физического Института им. П.Н.Лебедева РАН
Это разве форум? На странице нет слова "форум".
ЭФ>Форум МИФИ — (corum.mephist.ru)
Я попытался на нём зарегистрироваться, не получилось. По-моему это форум только для студентов и сотрудников МИФИ (при регистрации нужно указывать номер своей группы).
ЭФ>Форум физиков Всея Руси от сайта www.agv-ksu.narod.ru (physics.flybb.ru)
По-моему он дилетантский и неживой. В физическом разделе я насчитал только три темы, у которых больше двух сообщений.
ЭФ>Форум "Альтернативная физика" — (www.sciteclibrary.ru)
На этом форуме доминируют фрики, но поскольку он большой, наверно тут можно найти разных людей. Я давно там не писал, сейчас решил возобновить активность.
Здравствуйте, mike_rs, Вы писали:
K>>1) Луч света “плоский” и имеет направление, перпендикулярное направлению его движения,
_>как в этой схеме объясняется круговая поляризация?
У меня все знания поверхностные, я даже не очень помню что такое круговая поляризация. Наверно это когда фазовый сдвиг вертикальной и горизантальной компонент отличаются на Pi/2, и суммарный вектор описывает окружность за время цикла? Ну я объяснил что просто привожу аналогии, которые помогают что-то понять. Докинз тоже так делает, т.е. он приводит множество ложных аналогий и описывает, в чём каждая из них всё-таки правильная (книга "Самое грандиозное шоу на Земле", глава про эмбриогинез).
"Ты должен сделать добро из зла, потому что его больше не из чего сделать". АБ Стругацкие.
Re: Что такое поляризация света? - ответ для детей.
Извини, как-то сложно и много буков
Я как-то объяснял поляризацию 10-и летнему ребенку, так, чтобы он понял.
Из подручных материалов была гитара.
Бзынннь — видишь, струна дрожит? Свет — это тоже волна, только электрическая. И бежит она быстро-быстро.
Теперь смотри, струна на гитаре может дрожать как угодно. Может влево-вправо. Может вверх-вниз. А может все это одновременно.
Так и световая волна дергается беспорядочно в разные стороны.
А теперь представь, что струну гитары засунули в щель, и она может дрожать только вверх-вниз. А влево-вправо уже никак. И наискосок — никак. Такое дрожание, такая волна называется поляризованной.
Так и световую волну можно заставить дрожать только в одном направлении, пропустив ее чрез специальные очки для 3D кино, например. Тогда она будет поляризованной.
AD>> А слабо найти такие научные форумы, на которых Химика ещё не забанили? K> Меня забанили пока только на одном (dxdy).
И что, разве это проблема для тебя?
Ну зарегистрируйся там ещё раз. Новый браузер, новый профиль, новое имя, новая жизнь.
Тематику вопросов только меняй и всё будет.
Здравствуйте, Эйнсток Файр, Вы писали:
AD>>> А слабо найти такие научные форумы, на которых Химика ещё не забанили? K>> Меня забанили пока только на одном (dxdy).
ЭФ>И что, разве это проблема для тебя? ЭФ>Ну зарегистрируйся там ещё раз. Новый браузер, новый профиль, новое имя, новая жизнь. ЭФ>Тематику вопросов только меняй и всё будет.
Как я поменяю тематику вопросов? Меня же быстро распознают по темам постов. Кроме того они очень старательно проверяют всех по ip или чему-то ещё.
"Ты должен сделать добро из зла, потому что его больше не из чего сделать". АБ Стругацкие.
Здравствуйте, Gradiens, Вы писали:
G>Извини, как-то сложно и много буков G>Я как-то объяснял поляризацию 10-и летнему ребенку, так, чтобы он понял.
G>Из подручных материалов была гитара. G>Бзынннь — видишь, струна дрожит? Свет — это тоже волна, только электрическая. И бежит она быстро-быстро. G>Теперь смотри, струна на гитаре может дрожать как угодно. Может влево-вправо. Может вверх-вниз. А может все это одновременно. G>Так и световая волна дергается беспорядочно в разные стороны. G>А теперь представь, что струну гитары засунули в щель, и она может дрожать только вверх-вниз. А влево-вправо уже никак. И наискосок — никак. Такое дрожание, такая волна называется поляризованной. G>Так и световую волну можно заставить дрожать только в одном направлении, пропустив ее чрез специальные очки для 3D кино, например. Тогда она будет поляризованной.
Да, мне на другом форуме тоже привели эту аналогию — верёвка и щель. И написали, что если продеть верёвку через две перпендикулярные щели, то колебания не будут проходить, но если между этими двумя щелями поместить третью под углом 45 градусов — снова колебания пройдут. Я планирую найти подходящую верёвку и поэкспериментировать.
"Ты должен сделать добро из зла, потому что его больше не из чего сделать". АБ Стругацкие.
Здравствуйте, Khimik, Вы писали:
K>1) Луч света “плоский” и имеет направление, перпендикулярное направлению его движения, т.е. луч это как бы тонкая длинная пластинка, нормаль к этой пластинке перпендикулярна линии движения луча, и направление этой нормали является поляризацией.
Да, для интуитивной визуализации подойдет.
K>2) Можно тогда предложить идею, что поляризатор поворачивает поляризацию света, но наверно это ещё несерьезнее?
Это как раз правильно.
K>Если вертикальный и горизонтальный компоненты имеют одинаковый фазовый сдвиг, суммарный вектор будет колебаться также как вектор горизонтально поляризованного света, только под углом. Это называется линейной поляризацией? В видео говорится что это будет суперпозиция двух компонент. Но если выбрать другие оси отчёта, этот суммарный вектор будет просто горизонтальным или просто вертикальным, т.е. суперпозиции не будет. Значит, не бывает фундаментального различия между суперпозицией и отсутствием суперпозиции, всё сводится к выбору системы координат?
Именно так. Это все простая линейная алгебра и геометрия, только измерений много, пространство не обычное наше 3D. Всякое чистое квантовое состояние — это вектор в некотором абстрактном пространстве, этот вектор можно раскладывать по разным базисам, получаются разные суперпозиции базисных векторов. И для каждого такого состояния найдутся базисы, где наш вектор лежит на одном из базисных векторов. Другие вектора базиса можно крутить вокруг него как угодно, лишь бы были перпендикулярны. Была даже теорема, говорящая, что для каждого такого состояния найдется (математически) оператор измерения, который для этого состояния всегда даст один результат с 100% вероятностью, т.к. состояние лежит на одном из его собственных векторов.
Т.е. да, все сводится к выбору системы координат, выбору набора базисных векторов-состояний.
K>Можно ли как-то разъяснить этот момент для случая кота Шредингера?
Состояния "жив" и "мертв" — не единственные два вектора, по которым можно кота раскладывать. Вот и все следствие.
K>Я слышал примерно так: поляризация одного фотона это формально два комплексных числа, но у них общая амплитуда и фаза не важна, поэтому можно описать состояние одним комплексным числом, а лучше описать состояние сферой Блоха, нормализованным трехмерным вектором. К сожалению я этого не понимаю, может кто-нибудь разъяснить?
Поле фотонов — векторное, можно говорить о векторе в каждой точке пространства. Его можно раскладывать по базисным векторам, один из которых указывает на направление движения фотона и фиксирован, а два других можно крутить-выбирать как хочется, лишь бы были перпендикулярны. Только особенность КМ по сравнению со школьной геометрией в том, что все коэффициенты в суперпозициях — координаты в выбранных базисах — это комплексные числа. Вот и получаем два комплексных числа — "координаты" в выбранном базисе из двух векторов поляризации. Два комлексных числа — это четыре вещественных. Дальше с учетом нормализации и других соображений их множество значений можно ограничить указанными Вами способами.
K>Процесс поляризации это по сути процесс измерения, т.е. коллапс волновой функции?
Ага. По крайней мере так можно и полезно о нем думать. До тех пор пока не понадобится думать о суперпозициях возможных результатов, тогда можно вспомнить что всякое измерение есть лишь "запутывание" с измерителем, а когда происходит окончательный коллапс и происходит ли — вопрос отдельный.
K>Можно ли получить ответы на вопросы выше, не вдаваясь в квантование фотона, а рассматривая только классические уравнения Максвелла?
Наверняка.
K>Можно ли получить эти ответы, рассматривая только фотоны с линейной поляризацией?
Я хотел найти верёвку и поэкспериментировать, потом решил написать программу, моделирующую верёвку, а потом понял что объяснение достаточно простое.
Колебание представляет собой движение, например, вектора напряжённости, или смещения верёвки, по двум координатам. Если поставить щель, то отсеится один из компонентов смещения: если щель горизонтальная, останутся только смещения по оси X, если вертикальная, то соответственно Y. Поэтому через две перпендикулярные щели колебание пройти не может. Если же щель расположена диагонально, то получится следующее:
На рисунке изначально было смещение по оси X, а по оси Y оно было нулевым; но после поглощения щелью смещение по Y стало ненулевым. Щель обнуляет один из компонентов вектора в базисе, в котором она расположена, а в другом базисе компонент может и увеличиться. Поэтому, если следующая щель будет вертикальная, то часть вектора останется и после неё, а без диагональной щели не осталось бы.
Это иллюстрирует, что квантовая магия является следствием магии математической — в многомерном пространстве поглощение вектора может не только уменьшать, но и увеличивать отдельные его компоненты.
Теперь надо разобраться, как этот эффект используется в эксперименте CHSH.
"Ты должен сделать добро из зла, потому что его больше не из чего сделать". АБ Стругацкие.
