ЭлементыЭлементы большой науки
Жизнь в науке. Дневники
Главная / Дневники / Александр Юрьевич / Запись

ИТОГИ 2011 ГОДА ОТ ЖУРНАЛА "PHYSICS WORLD"

voix
09.01.2012
23:41
Наиболее значимой работой 2011 года редколлегия журнала "Physics World" признала опубликованную в журнале "Science" статью о «слабом» измерении импульса фотонов. Об этой работе я рассказал в посте "Определены траектории фотонов в двухщелевом эксперименте". Приведу лишь полученный учеными график с реконструированными усреднёнными траекториями фотонов.




На 2 месте в списке из 10 работ находится исследование, в котором была экспериментально определена поперечная пространственная волновая функция фотона.

3 место у теоретической и экспериментальной работы по созданию "шапки-невидимки".

4 место заняла статья астрофизиков, применивших на практике известную методику измерения космологических расстояний, учитывающую характеристики активных ядер галактик.

Первую пятерку замыкает сообщение об экспериментальном наблюдении динамического эффекта Казимира - рождение реальных фотонов из вакуума в нестационарной полости.

Также по теме:

Дифракция больших молекул в реальном времени (Оригинал статьи)
Ссылки на видео эксперимента
Схема и описание эксперимента на картинке побольше.
Иллюстрации :
Ответить предыдущая | следующая

КОММЕНТАРИИ:

10.01.2012 07:22#
Итоги 2011 года от журнала "Physics World"
> Автор: Александр Юрьевич ( voix )
> Приведу лишь полученный учеными график с реконструированными усреднёнными траекториями фотонов.

Всё еще остается только подозревать, ввиду отсутствия доступного первоисточника, что в прилагательном "усредненные" и состоит фокус. Вспоминается чей-то комментарий, что эти "усредненные траектории" - не более, чем линии тока плотности вероятности. Которые нарисовать, разумеется, можно, но физического смысла траекторий частиц они не имеют.
10.01.2012 20:38#
voix
Итоги 2011 года от журнала "Physics World"
Статья "Observing the Trajectories of a Single Photon Using
Weak Measurement"

Стр. 1
Стр. 2
Стр. 3
Стр. 4
Иллюстрации :
10.01.2012 23:15#
Итоги 2011 года от журнала "Physics World"
> Автор: Александр Юрьевич ( voix )
> Weak Measurement

Спасибо.
Над вопросом, что именно авторы измеряют в эксперименте, мне еще нужно будет подумать, но что не траектории отдельных фотонов - так это совершенно точно. Авторы об этом сами пишут на последней странице. ;)

Кроме того, первоначально единственный фотон проходит через два световода сразу. Как думаете, что произойдет, если там один из двух световодов, по которым одиночный фотон заходит в установку, перерезать? ;)
11.01.2012 21:51#
voix
Итоги 2011 года от журнала "Physics World"
>Кроме того, первоначально единственный фотон проходит через два световода сразу

С чего вы взяли? :)
Там одиночные фотоны проходят через расщепитель луча (beam splitter). Часть из них идет через один световод, часть - через другой. Если вы поставите счетчики фотонов на концах этих световодов, то срабатывать будет либо один, либо другой счетчик, но никак не оба счетчика одновременно.
11.01.2012 22:54#
Итоги 2011 года от журнала "Physics World"
> Автор: Александр Юрьевич ( voix )
> Если вы поставите счетчики фотонов на концах этих световодов, то срабатывать будет либо один, либо другой счетчик, но никак не оба счетчика одновременно.

Совершено верно, если вы поставите счетчики фотонов на концах световодов, то у вас исчезнет интерференционая картина. Тоже самое у вас случится, если вы один световод обрежете. :)

> Там одиночные фотоны проходят через расщепитель луча (beam splitter). Часть из них идет через один световод, часть - через другой.

Невозможно. Так как результат эксперимента не равен среднему от двух отдельных экспериментов с одиночными световодами. Если допустить, что "каждый одиночный фотон идет только по одному световоду" с равной вероятностью их выбирая, и одиночные фотоны в последовательных измерениях независимы, и выбрав путь, фотон ничего больше не знает про второй, то по правилам теорвера любое измеряемое среднее равно сумме условных средних для каждых из двух путей с весами, равными вероятностям выбираемых путей. То есть, для данного эксперимента, любое измеряемое среднее должно быть равно полусумме условных средних для прохождения фотона через конкретные световоды, которые можно легко измерить, поочередно даже не обрезав, а направив выходные отверстия световодов в светоловушки, и получить на экране плавные распределения интенсивностей без каких-либо интерференционных полос. Так что допущение, что фотон идет только по одному световоду, неизбежно приведет вас к выводу о зависимости отдельных измерений одиночных фотонов друг от друга, и, как следствие, к бредовым идеям Хворостенко, что информация о том, какова история прохождения фотонов, записывается каким-то образом где-то в их источнике или на пути их прохождения, причем, на неопределенно большое время и вне зависимости от того, работает лазер или нет. Бредовость этого предположения очевидна, потому как одиночные фотоны регистрируются достаточно редко, и можно после регистрации каждого одиночного фотона гасить лазер возбуждения с абсолютно тем же самым конечным результатом эксперимента.
11.01.2012 23:12#
voix
Итоги 2011 года от журнала "Physics World"
>Так что допущение, что фотон идет только по одному световоду

Это не допущение, а экспериментальный факт, который доказывается счетчиками, установленными у концов световодов. Предположение о том, что фотон идет сразу по двум световодам, ничем не лучше идей Хворостенко.

К тому же в данной статье как раз и доказывается наличие у фотонов траектории даже, когда они интерферируют :)
11.01.2012 23:21#
Итоги 2011 года от журнала "Physics World"
> Автор: Александр Юрьевич ( voix )
Это не допущение, а экспериментальный факт, который доказывается счетчиками, установленными у концов световодов.

Нисколько. Фотон распространяется сразу по двум световодам, но ловится всегда только одним счетчиком. Так как фотон не локализован в световоде, то имеет право знать, пойман он уже одним счетчиком или нет :)

> К тому же в данной статье как раз и доказывается наличие у фотонов траектории даже, когда они интерферируют :)

Нет. Перечитайте еще раз последнюю страницу.
12.01.2012 00:38#
voix
Итоги 2011 года от журнала "Physics World"
>Перечитайте еще раз последнюю страницу

На последней странице авторы говорят о соответствии результатов эксперимента интерпретации квантовой механики Бома-ДеБройля. А в этой интерпретации каждая частица имеет определенную траекторию и проходит только через одну из щелей.
12.01.2012 11:53#
Итоги 2011 года от журнала "Physics World"
> Автор: Александр Юрьевич ( voix )
> На последней странице авторы говорят о соответствии результатов эксперимента интерпретации квантовой механики Бома-ДеБройля. А в этой интерпретации каждая частица имеет определенную траекторию и проходит только через одну из щелей.

Вы полагаете, что этот эксперимент способен отличить Бомовскую интерпретацию квантовой еханики от Копенгагеновской или, например, Эвереттовской? :)

Тем не менее, в опровержение ваших слов про "конкретные траектории каждого фотона", сами авторы статьи пишут на четвертой странице: "...it is worth stressing, that photons are not constrained to follow these precise trajectories; the exact trajectory of an individual quantum particle is not a well-defined concept. Rather these trajectories represent the average behavior of the ensemble of photons..."

Перевод на русский, надуюсь, не нужен? ;)

От себя добавлю, что это очень интересная конструкция: средние по ансамблю траектории частиц, причем, для отдельных реализаций трактории не определены как понятия. :)))

На самом деле авторы в эксперименте измеряют некую корреляцию между импульсом и положением фотонов. Ну есть кореляция - это не означает, что у фотонов есть траектории.
12.01.2012 22:44#
voix
Итоги 2011 года от журнала "Physics World"
>Вы полагаете, что этот эксперимент способен отличить Бомовскую интерпретацию квантовой механики от Копенгагеновской

Именно так :)

Согласно Копенгагенской интерпретации до коллапса волновой функции у фотонов вообще нет траектории, они распространяются по всем направлениям сразу. В эксперименте же четко прослеживаются усредненные траектории групп фотонов еще до коллапса, который происходит в момент интерференции.

>Тем не менее, в опровержение ваших слов про "конкретные траектории каждого фотона", сами авторы статьи пишут..

Разумеется, авторы получили в эксперименте не траектории конкретных фотонов, а усредненные траектории групп фотонов. Главное, что траектории имеются.

>На самом деле авторы в эксперименте измеряют некую корреляцию между импульсом и положением фотонов

Если бы эта корреляция не представляла особый интерес, данная работа не возглавила бы список наиболее значимых результатов 2011 года, составленный редакцией физического журнала.

И, как я понял, авторы эксперимента не собираются останавливаться на достигнутом. Так что можно ждать очередных ударов по Копенгагенской интерпретации :)
12.01.2012 23:39#
Итоги 2011 года от журнала "Physics World"
> Автор: Александр Юрьевич ( voix )
> В эксперименте же четко прослеживаются усредненные траектории групп фотонов еще до коллапса, который происходит в момент интерференции.

Почему вы так решили? Коллапс относится к каждому отдельному фотону. У группы одиночных фотонов нет общего коллапса.

Я всё больше склоняюсь к мнению, что эта статья - гениальная провокация по разжиганию интереса к "парадоксам квантовой механики". Потому как результаты эксперимента заведомо просчитываются теоретически средствами КМ, и, следовательно, соответствуют любой равноправной интерпретации КМ. Про обнаружение чего-то необычного, что невозмложно предсказать теоретически, в статье не написано ничего.

> Разумеется, авторы получили в эксперименте не траектории конкретных фотонов, а усредненные траектории групп фотонов. Главное, что траектории имеются.

Каких еще "групп фотонов"? Там однофотонные измерения.

> Если бы эта корреляция не представляла особый интерес, данная работа не возглавила бы список наиболее значимых результатов 2011 года, составленный редакцией физического журнала.

Давайте я вам более очевидную подобную кореляцию нарисую. Газ в колбе в центре установки излучает фотоны в разные стороны. С противоположных сторон стоят большие детекторы, измеряющие импульс поглощаемого фотона. Без всяких расчетов предсказываю, что импульс будет "в среднем" направлен строго от излучающей фотоны колбы с газом, то есть, он будет корелировать с положением детектора. В любой интерпретации. Несмотря на то, что каждый фотон распространяется во все стороны сразу до коллапса.
14.01.2012 01:26#
voix
Итоги 2011 года от журнала "Physics World"
>Каких еще "групп фотонов"?

В статье "ensemble of single photons"

>Коллапс относится к каждому отдельному фотону. У группы одиночных фотонов нет общего коллапса

Еще раз. Согласно Копенгагенской интерпретации коллапс волновой функции фотона в двухщелевом эксперименте происходит, когда он попадает на экран, на котором образуется интерференционная картина. До этого момента фотон распространяется по всем направлениям сразу.
Если же коллапс фотона происходит до его попадания на экран, например, в результате попытки измерения его координаты или импульса, то интерференционная картина пропадает.

В эксперименте интерференционная картина в процессе измерений сохранялась, а значит, никакого коллапса до попадания фотона на экран не происходило. Следовательно, согласно Копенгагенской интерпретации, одиночные фотоны до попадания на экран должны распространяться по всем направлениям сразу. До коллапса в Копенгагенской интерпретации ни о каких траекториях вообще не может идти речь. Даже об усредненных траекториях группы одиночных фотонов. Однако в эксперименте эти траектории четко прослеживаются.

>Без всяких расчетов предсказываю, что импульс будет "в среднем" направлен строго от излучающей фотоны колбы с газом, то есть, он будет корелировать с положением детектора

Это говорит о том, что смысла статьи вы не поняли :)
14.01.2012 01:43#
Итоги 2011 года от журнала "Physics World"
> Автор: Александр Юрьевич ( voix )
> В статье "ensemble of single photons"

Статистический ансамбль - это статистический ансамбль. Это лишь "потенциальная возможность реализоваться" в виде её математического описания как вероятностей возможных реализаций. А реализация - это реализация. В реализации в каждый момент времени в установке как правило только один фотон, одиночные фотоны отделены друг от друга большим промежутком времени.

> В эксперименте интерференционная картина в процессе измерений сохранялась, а значит, никакого коллапса до попадания фотона на экран не происходило.

Там речь идет про т. н. "слабые измерения". При слабых квантовых измерениях, насколько я слышал, информации в процессе каждого измерения о квантовой системе получается очень мало, в результате, квантовая система коллапсирует при таком измерении лишь чуть-чуть, что слабо влияет на результаты дальнейших её измерения. В результате серии подобных измерений над различными реализациями можно судить лишь статистически о каком-то среднем по ансамблю, но не о каждом отдельном эксперименте.

> Однако в эксперименте эти траектории четко прослеживаются.

Нет. Они нарисованы, но никакая линия не получена последоваельными измерениями положения одной частицы. Поэтому нельзя сказать, что это "траектории, которые четко прослеживаются".

14.01.2012 12:35#
voix
Итоги 2011 года от журнала "Physics World"
>квантовая система коллапсирует при таком измерении лишь чуть-чуть

Это как немножко беременная :)
14.01.2012 13:06#
Итоги 2011 года от журнала "Physics World"
> Автор: Александр Юрьевич ( voix )
> Это как немножко беременная :)

Нет. Это как вылить из бутылки немного воды или её опустошить полностью. Чтобы была совсем понятна эта примитивная аналогия: имея много открытых бутылок с водкой, можно из каждой отлить по капле и напиться, и никто этого не заметит. Но сказать, из какой бутылки водки вы напились, нельзя. ;)
12.01.2012 06:21#
Итоги 2011 года от журнала "Physics World"
Александр Юрьевич: "...ничем не лучше идей Хворостенко."

Вот, значит, как. А я ещё пытался обсуждать с Вами научные проблемы.
12.01.2012 08:56#
voix
Итоги 2011 года от журнала "Physics World"
>Вот, значит как. А я ещё пытался обсуждать с Вами научные проблемы

Вы полагаете, что все ваши идеи должны встречать горячее одобрение? :)
12.01.2012 11:55#
Итоги 2011 года от журнала "Physics World"
> Автор: Александр Юрьевич ( voix )
> Вы полагаете, что все ваши идеи должны встречать горячее одобрение?

Совершенно очевидно, что Хворостенко именно так и полагает. :)))
12.01.2012 19:26#
Итоги 2011 года от журнала "Physics World"
Александр Юрьевич продолжает наговаривать напраслину:"Вы полагаете, что все ваши идеи должны встречать горячее одобрение? :)"

Где это я писал об одобрении/неодобрении? Вы ошиблись адресом. Здесь дневники "Жизнь в науке", а не салон модельера Славы Зайцева, где в ходу Ваши ненаучные критерии - одобряю/не одобряю, нравится/не нравится.

Здесь каждому зарегистрированному участнику (кроме неумеющих вести себя в приличном обществе) предоставлена возможность привести свои контраргументы против аргументов автора дневника, или можно расспросить его о непонятном, а если содержание дневника непонятно и не интересно, можно молча выйти из него и пойти по своим делам.
Но не так поступили Вы вчера, - ничего не сказать автору дневника, молча выйти, а потом за углом без всякого научного обоснования заявить другому человеку:"Худших дневников не бывает" - так не поступают даже посетители салона Славы Зайцева. Они своё "не ндравится" ему в глаза говорят.
12.01.2012 20:46#
borag
Итоги 2011 года от журнала "Physics World"
"Александр Юрьевич продолжает наговаривать напраслину".
Это Вы зря так про Александра Юрьевича. Просто он говорит, что думает, но не выдумывает отсебятину, чтобы кого-то огорчить.
12.01.2012 22:23#
voix
Итоги 2011 года от журнала "Physics World"
>Но не так поступили Вы вчера, - ничего не сказать автору дневника, молча выйти, а потом за углом без всякого научного обоснования заявить другому человеку:"Худших дневников не бывает"

Во-первых, я не ваш дневник оценивал, а высказал свое мнение об одной из ваших идей.

Во-вторых, сделал это не "за углом", например, в частной e-mail переписке, а публично, в своем блоге. Именно поэтому вы смогли прочесть мой комментарий.

В-третьих, я не считаю обязательным высказывать свое мнение автору дневника, прежде чем сообщать его кому-то другому. Научное обоснование своего мнения я также считаю своим личным делом и не собираюсь его приводить при каждом своем высказывании.

И не нужно мне навязывать ваше собственное представление о "приличном обществе", у меня есть свое, ничуть не хуже.

Вести дневник и оставлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи
Логин:
Пароль:
Зарегистрироваться
Последние сообщения
Помощь
Всего дневников: 654

Пользователей
в системе: 2783

Всего записей
и комментариев: 50264

Записей и комментариев
за последние 24 часа: 17

АКТИВНЫЕ ДНЕВНИКИ


 
Энциклопедия | Новости | Блоги | Календарь | Право | Библиотека | Детские вопросы | ЖОБ При поддержке фонда Дмитрия Зимина - Династия