Hallo,
Zojuist las ik een artikel waarin wordt uitgelegd dat er één enkel foton door een miniscuul gaatjespatroon is gestuurd (de gaatjes vormden letters). Het gaatjespatroon is vervolgens gereconstrueerd aan de hand van het interferentiepatroon dat ontstond als het foton het patroon is gepasseerd. Mijn vraag is hoe dit kan met 1 foton?
Ik meen me te herinneren van mijn natuurkundelessen dat één enkel deeltje maar op één plaats kan zijn als je het waarneemt. Als je in zeer slow motion naar een interferentiepatroon van een dubbelspleet-experiment kijkt dan zie je dat het wordt opgebouwd door individuele "inslagen" van fotonen. Er zijn meer inslagen bij de maxima en geen bij de minima. Al die inslagen zorgen samen voor het patroon. Eén enkel foton (of deeltje) zorgt dus zelf niet voor een interferentiepatroon.
Hoe zit dat dan bij het experiment in het artikel? Hoe kun je een interferentie patroon bepalen met slechts 1 deeltje? Je kunt het interferentie patroon toch niet waarnemen zonder het foton waar te nemen en het foton kan maar op één plaats zijn...[/url]
Laatste berichten
-
15:53
positie
-
14:16
do-re-mi-fa-so vliegtuigen 7
-
14:16
Kunnen quantum Zonnecellen 190% quantum efficiënt zijn 3
-
13:57
De Euro Nederlandse 100 qubit computer komt eraan
-
11:32
[scheikunde] Kan chloorgas de geleiding van elektriciteit belemmeren? 6
-
11:31
geen minkowski-ruimte toch? Doe ik dit nou fout? 14
-
10:42
projectiel 8
-
10:37
Verschil tussen deze 2 vragen 5
-
09:48
Schroefdraad berekening 4
-
09:25
[scheikunde] berekeningen labo vitamine c bepaling 1
-
19:29
[wiskunde] rode en witte ballen verdelen 8
-
17:23
Rotatie van het heelal 41
-
22 apr
Weerfrustratie 5
-
22 apr
Muntje opgooien 14
-
21 apr
Reactiviteit silyl enol ethers 1
-
21 apr
Criterium voor vochtretentie
-
21 apr
speciale rel. theorie 5
-
21 apr
Vogels in de stad zijn goede klussers
-
21 apr
Ervaringen met "herontdekkingen" 15
-
20 apr
Herleiden afmetingen vanaf een foto 19
Nieuwsberichten
-
04 mar
Een nieuw soort magnetisme: altermagnetisme
-
31 okt
AI kan via stem diabetes vaststellen 11
-
21 okt
Einstein krijgt wéér gelijk 45
-
07 feb
witter dan wit 20
-
19 jun
irrigatie en de aardas
Kan één foton een interferentie patroon opleveren?
Moderator: physicalattraction
Forumregels
(Middelbare) school-achtige vragen naar het forum "Huiswerk en Practica" a.u.b.
Zie eerst de Huiswerkbijsluiter
(Middelbare) school-achtige vragen naar het forum "Huiswerk en Practica" a.u.b.
Zie eerst de Huiswerkbijsluiter
-
- Berichten: 24.578
Re: Kan
Dat klopt, maar dan begeef je je al op het gebied van de quantumfysica. Zie bijvoorbeeld deze zoekopdracht.
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)
-
- Berichten: 3.751
Re: Kan
wat je zegt is correct. Je neemt een foton maar op een plaats tegelijk waar. Toch is er een interferentie van het foton met zichzelf. Immers, de waarschijnlijksdistributie voor de positie van het foton is een interferentiepatroon. De distributie is niet de som van de distributies die gelden wanneer het deeltje door 1 gat tegelijk gaat. Met andere woorden, het foton (en dit gaat ook voor het elektron) interfereert met zichzelf en gaat door beide gaten tegelijkertijd.
Ik vermoed dat je dat allemaal wel wist. Het artikel is m.i. een beetje misleidend. Men gebruikt een golfpakket in het experiment, en dus niet 1 foton (wel 1 pakket van "aan elkaar geklitte fotonen") . Je kan dan kijken hoe deze frequenties met mekaar interfereren, waardoor je de gewenste informatie kan achterhalen.
Natuurlijk zou het voor alle zekerheid beter zijn het echte artikel te vinden. Toch lijkt voorgaande uitleg me plausibel, want hoewel een foton met zichzelf interfereert, kan je het interferentiepatroon inderdaad niet meten met maar 1 foton.
Ik vermoed dat je dat allemaal wel wist. Het artikel is m.i. een beetje misleidend. Men gebruikt een golfpakket in het experiment, en dus niet 1 foton (wel 1 pakket van "aan elkaar geklitte fotonen") . Je kan dan kijken hoe deze frequenties met mekaar interfereren, waardoor je de gewenste informatie kan achterhalen.
Natuurlijk zou het voor alle zekerheid beter zijn het echte artikel te vinden. Toch lijkt voorgaande uitleg me plausibel, want hoewel een foton met zichzelf interfereert, kan je het interferentiepatroon inderdaad niet meten met maar 1 foton.
-
- Berichten: 393
Re: Kan
Is dat niet stiekem gewoon het gevolg van oppervlakte plasmonen? http://en.wikipedia.org/wiki/Plasmon
en dus verder een normaal dubbelspleet experiment...
en dus verder een normaal dubbelspleet experiment...
Het is zwart met een witte dop en het lijnt je opstelling uit... Calibrero
Het is groen en het synchroniseert je signaal... Kermit de Trigger
Als je teveel energie hebt, kun je beter een andere baan zoeken.
Het is groen en het synchroniseert je signaal... Kermit de Trigger
Als je teveel energie hebt, kun je beter een andere baan zoeken.
-
- Berichten: 3
Re: Kan
Bedankt eendavid. Je snapt precies wat ik bedoel.
Het rare is alleen hetvolgende. In het artikel op kennislink staat "Het team van (...) gaat nu een kwantumstap verder en slaat het logo van hun universiteit op in een foton". Ze hebben het dus echt over 1 enkel foton en niet over een golfpakket. Vandaar dat ik het artikel niet begreep. Je reactie versterkt mijn onbegrip.
Iemand nog enig idee?
Het rare is alleen hetvolgende. In het artikel op kennislink staat "Het team van (...) gaat nu een kwantumstap verder en slaat het logo van hun universiteit op in een foton". Ze hebben het dus echt over 1 enkel foton en niet over een golfpakket. Vandaar dat ik het artikel niet begreep. Je reactie versterkt mijn onbegrip.
Iemand nog enig idee?
-
- Berichten: 125
Re: Kan
Ik heb het artikel niet gelezen dus misschien zit ik er naast maar indien je 1 foton op een 2-spleten experiment (of een logo van gaatjes) afschiet zal het (indien het door het scherm met gaatjes/spleten heen gaat) alleen terecht kunnen komen op plekken die interferentie toelaten. In die zin 'interfereert' een foton dus 'met zichzelf'.
Mathematisch wordt het foton in de QM beschreven met (meestal een gaussisch) golfpakket. Dit golfpakket is dus een wiskundige representatie van 1 foton. Na het scherm met gaten/spleten zal deze representatie veranderen (het foton raakt in een superpositie) en het golfpakket dus een iets andere vorm hebben (namelijk de som van alle gaussische golfpakketjes die je zou krijgen als je uit elke spleet/gat in het scherm een foton zou sturen). Nog steeds beschrijft dit golfpakket 1 foton, maar door de verandering zou je (kort door de bocht) inderdaad kunnen zeggen dat in dit golfpakket/foton informatie is opgeslagen; namelijk de vorm van de spleten of gaatjes.
Mathematisch wordt het foton in de QM beschreven met (meestal een gaussisch) golfpakket. Dit golfpakket is dus een wiskundige representatie van 1 foton. Na het scherm met gaten/spleten zal deze representatie veranderen (het foton raakt in een superpositie) en het golfpakket dus een iets andere vorm hebben (namelijk de som van alle gaussische golfpakketjes die je zou krijgen als je uit elke spleet/gat in het scherm een foton zou sturen). Nog steeds beschrijft dit golfpakket 1 foton, maar door de verandering zou je (kort door de bocht) inderdaad kunnen zeggen dat in dit golfpakket/foton informatie is opgeslagen; namelijk de vorm van de spleten of gaatjes.
-
- Berichten: 3.751
Re: Kan
het probleem is het volgende:reindern schreef:Ik heb het artikel niet gelezen dus misschien zit ik er naast maar indien je 1 foton op een 2-spleten experiment (of een logo van gaatjes) afschiet zal het (indien het door het scherm met gaatjes/spleten heen gaat) alleen terecht kunnen komen op plekken die interferentie toelaten. In die zin 'interfereert' een foton dus 'met zichzelf'.
Mathematisch wordt het foton in de QM beschreven met (meestal een gaussisch) golfpakket. Dit golfpakket is dus een wiskundige representatie van 1 foton. Na het scherm met gaten/spleten zal deze representatie veranderen (het foton raakt in een superpositie) en het golfpakket dus een iets andere vorm hebben (namelijk de som van alle gaussische golfpakketjes die je zou krijgen als je uit elke spleet/gat in het scherm een foton zou sturen). Nog steeds beschrijft dit golfpakket 1 foton, maar door de verandering zou je (kort door de bocht) inderdaad kunnen zeggen dat in dit golfpakket/foton informatie is opgeslagen; namelijk de vorm van de spleten of gaatjes.
één foton interfereert met zichzelf, en bevat inderdaad de volledige interferentie-informatie. Maar, wanneer je meet, zal je projecteren naar 1 eigentoestand (van plaats) en verlies je al die informatie. Een golfpakket is niet "één foton" maar een superpositie van fotonen. één foton heeft immers een welbepaalde energie (dus golflengte). Alvorens ik dit standpunt opgeef (en dus de terminologie van kennislink gelijk geef) zou ik het artikel zelf willen zien. (of een uitleg hoe je dat projectieprobleem zou oplossen)
Rude, hoe zou je de oppervlakplasmonen juist dit euvel zien overwinnen?
-
- Berichten: 24.578
Re: Kan
Komt hier quantumfysica niet even kijken: er is niet zoiets als een "welbepaalde energie", wanneer je het aantal fotonen exact kent.Een golfpakket is niet "één foton" maar een superpositie van fotonen. één foton heeft immers een welbepaalde energie (dus golflengte).
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)
-
- Berichten: 3.751
Re: Kan
er is niet zoiets als een welbepaalde energie als de levensduur van het foton eindig is. dit heeft verder geen implicaties voor de redenering. Het projectiepostulaat is overigens op en top quantummechanica.Komt hier quantumfysica niet even kijken: er is niet zoiets als een "welbepaalde energie", wanneer je het aantal fotonen exact kent.
Kijk, in feite is de ganse zaak behoorlijk ingewikkeld als je de beschrijving van het foton kwantummechanisch correct wil doen. gupta-bleuler theorie enzo. Maar op dit niveau krijg je creatieoperatoren die een het veld een welbepaalde energie geven (creatie van een kwantum). Je kan dit zien zoals de quanta van de harmonische oscillator, waarbij de ladderoperatoren leiden tot een toevoegen van een energiekwantum
\(\hbar\omega\)
. Maar ik denk dat we hiermee afwijken van wat nodig is voor het beantwoorden van de vraag.-
- Berichten: 1
Re: Kan
Beste wetenschapsforummers, Markoez mailde mij (Gieljan de Vries, auteur van het Kennislinkartikel) zijn vraag over "Schrijven op een lichtdeeltje". Ik dacht eerst dat ik de uitleg zo op kon schrijven, maar kwam net als hij in de knoop bij het interferentiepatroon in het foton. Even googelen leverde op dat ik me gewoon keihard vergist had. Niks kwantumschrijven op een enkel foton:
"How Can a Single Photon Produce a Whole Image?
Short answer: it can't"
http://www.sciam.com/article.cfm?chanID=sa...B64CF41CFBB5B91
Goede titel trouwens.
Het gaat in het originele stuk niet over schrijven op 1 foton, maar over succesvol opbouwen van een afbeelding met duizenden fotonen, ook als die fotonen individueel worden uitgezonden. Ze gaan gewoon als deeltjes door de gaatjes in het patroon heen en knallen dan in een rechte lijn op een fotogevoelige detector, ook als ze in een cesiumcel tijdelijk worden opgehouden.
Long story short: gewoon een flinke vergissing van mij. Dank aan Markoez voor de kritische blik, excuus voor de gepubliceerde onzin (als het nou 1 april was...) en de rectificatie op Kennislink komt eraan.
"How Can a Single Photon Produce a Whole Image?
Short answer: it can't"
http://www.sciam.com/article.cfm?chanID=sa...B64CF41CFBB5B91
Goede titel trouwens.
Het gaat in het originele stuk niet over schrijven op 1 foton, maar over succesvol opbouwen van een afbeelding met duizenden fotonen, ook als die fotonen individueel worden uitgezonden. Ze gaan gewoon als deeltjes door de gaatjes in het patroon heen en knallen dan in een rechte lijn op een fotogevoelige detector, ook als ze in een cesiumcel tijdelijk worden opgehouden.
Long story short: gewoon een flinke vergissing van mij. Dank aan Markoez voor de kritische blik, excuus voor de gepubliceerde onzin (als het nou 1 april was...) en de rectificatie op Kennislink komt eraan.
