?

Log in

No account? Create an account

Previous Entry | Next Entry

Вчера на лекции задали хороший вопрос, на который я обещал ответить в ЖЖ, т.к. сразу боялся напутать.

Вопрос связан с тем, что в LIGO-VIRGO происходит интерференция лазерных пучков, причем все настроено так, чтобы на детекторе был нулевой сигнал. Вопрос в том, как надо себе это представлять в терминах отдельных фотонов.

Простой ответ состоит в том, что это не обязательно надо представлять себе на языке отдельных фотонов.
Установка отрегулирована таким образом, чтобы два мощных лазерных пучка в данной малой области пространства интерферировали так, что поля из одного пучка максимально точно (из того, что возможно) компенсируют поля другого. LIGO-VIRGO не работают в режиме счета фотонов (хотя шум, связанный с квантовой природой света возникает, поэтому ставят все более мощные лазеры). Поэтому эффект вполне себе классический.

Важно также понимать, что лазерные пучки в двух плечах не являются независимыми. Они сформированы за счет деления сигнала одного исходного лазера. Также существенно, что достигается большая длина когерентности.

Отдельные фотоны в LIGO-VIRGO не интерферируют. Даже вот шум из-за них.
Однако, несмотря на то, что фотон в общем случае свободно проходит сквозь фотон (если мы не говорим об очень больших энергиях, где частицы могут начать образовываться), есть такая область исследований, как фотон-фотонная интерференция.

Про все это можно много что почитать.
Не удивительно, что по-русски это блог Игоря Иванова http://igorivanov.blogspot.ru/2006/04/blog-post_24.html

Вообще про интерференцию и сохранение энергии понятно написано здесь
https://skullsinthestars.com/2010/04/07/wave-interference-where-does-the-energy-go/

Наконец, есть и просто точно такой же вопрос. Хотя ответ на него, на мой взгляд, слишком краткий (в духе "точно сложить два лазерных пучка не получится"), тем не менее
https://van.physics.illinois.edu/qa/listing.php?id=1918

В некоторых деталях про исследования двух-фотонной интерференции можно почитать здесь https://www.mpq.mpg.de/5020845/0508b_two-photon_interference.pdf
и здесь https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1511/1511.05617.pdf

Upd. Благодарю Игоря Иванова за некоторый пояснения

Comments

( 4 comments — Leave a comment )
oude_rus
Jun. 12th, 2016 11:50 am (UTC)
Другой ответ по поводу интерферометра: в нем есть сигнальный выход и холостой выход. Когда в сигнальном ноль, в холостом максимум. Холостой выход в случае классического интерферометра Майкельсона совпадает со входом, из-за чего возникает недопонимание (да и лазеры это не любят).

Что же касается интерференции двух разных источников света, то они прекрасно интерферируют на временах их когерентности. Т.е. если смотреть глазом, то никакой интерференционной картинки не будет, а если быстро "сфотографировать" -- то будет. Объясняется это по-разному, в т.ч. завязанностью волновых функций.

ПС ой, по этой ссылке ttps://www.mpq.mpg.de/5020845/0508b_two-photon_interference.pdf совсем не то, это запутанные фотоны! разумеется, они интерферируют, поскольку это изначально связанное квантовое состояние!

Edited at 2016-06-12 11:54 am (UTC)
sergepolar
Jun. 12th, 2016 12:04 pm (UTC)
спасибо!
Это важное и полезное дополнение.
по ссылке mpg есть всякие общеполезные рисунки.
Ведь я правильно понимаю, что слайд 5 как раз демонстрирует, что все уходит в холостой выход, если не идет в сигнальный?
oude_rus
Jun. 12th, 2016 12:44 pm (UTC)
Ну разумеется, что если где-то что-то убывает, то где-то этого должно прибывать.

Слайд 5 немного запутан, с моей т.з. Что и понятно -- его будут использовать позже для иллюстрации запутанные состояний.
sergepolar
Jun. 12th, 2016 02:59 pm (UTC)
:)
Еще раз спасибо.
( 4 comments — Leave a comment )