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[打听] “单光子”遇上“半反半透镜”:观察到什么现象?
一、“单光子”遇上“半反半透镜”
光子会被劈成两半吗?
还是光子的“波粒二象性 wave-particle duality”,会引起类似“双缝实验 double slit experiment”的现象?
还是又一只薛定谔的猫(Schrödinger’s cat)?【新命名为 Zenas’s cat?】
图1 半反半透镜的示意图
裁剪自:https://cdn.arstechnica.net/wp-content/uploads/2019/08/HOM-interference.png
图2 第四只薛定谔的猫(Schrödinger’s cat),“Zenas’s cat?”
裁剪自:https://scitechdaily.com/images/Flying-Optical-Cats-for-Quantum-Communication.jpg
量子光学 quantum optics:
https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=215486&Type=bkzyb&SubID=146659
狄拉克后来又提出了关于光子干涉的著名论断:每个光子只同它自己干涉,两个不同光子之间从不会干涉,这是对光子认识的深化。
惠勒延迟选择实验 Wheeler's delayed choice experiment:
https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=215805&Type=bkzyb&SubID=146687
光子从光源发出,通过一个半透半反的分束镜BS1,其中透过BS1的光子被镜A反射经C到达探测器D1,而被BS1反射的光子将由镜B反射经C到达探测器D2。
一般说来,我们会认为光子通过了第一个分束器BS1已经选择了怎么走,既然光子快到达终点时我们才决定放入第二个分束器BS2,按前面的结果光子应该已经选择了只沿某一条路径而来,应该不会发生干涉现象,而实际结果是干涉条纹依然出现。
二、提出一个问题往往比解决一个问题更重要
(1) Albert Einstein, “The formulation of a problem is often far more essential than its solution”
https://todayinsci.com/E/Einstein_Albert/EinsteinAlbert-ProblemQuote500px.htm
“The formulation of a problem is often more essential than its solution, which may be merely a matter of mathematical or experimental skill. To raise new questions, new possibilities, to regard old problems from a new angle requires creative imagination and marks real advances in science.”
Text by Webmaster, with quote from co-authors Albert Einstein and Léopold Infeld, Evolution of Physics (1938, 1966), 92.
提出一个问题往往比解决一个问题更重要,因为解决问题也许仅能是一个数学上或实验室上的技能而已。而提出新的问题、新的可能性,从新的角度去看旧的问题,都需要有创造性的想象力,而且标志着科学的真正进步。
(2) 在《物理学的进化》里,爱因斯坦说:“The formulation of a problem is often more essential than its solution, which may be merely a matter of mathematical or experimental skills. To raise new questions, new possibilities, to regard old problems from a new angle, requires creative imagination and marks real advance in science. 提出一个问题往往比解决一个问题更为重要,因为解决一个问题也许只是一个数学上或实验上的技巧问题。而提出新的问题、新的可能性,从新的角度看旧问题,却需要创造性的想像力,而且标志着科学的真正进步。”
图3 爱因斯坦斯坦和 Léopold Infeld 合作的一本书《Evolution of Physics》, 1938, Cambridge University Press, 第 92 页局部
参考资料:
[1] 2023-08-01,光子/photon/裴寿镛、吴令安,中国大百科全书,第三版网络版[DB/OL]
https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=215506&Type=bkzyb&SubID=146659
这个实验中,光子是一个一个相继入射到BS1,因此是光子自己和自己干涉。
对于光子的更进一步的认识尚在进行中。
[2] 2022-12-23,单光子源/single-photon source/黄勇,中国大百科全书,第三版网络版[DB/OL]
https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=127686&Type=bkzyb&SubID=80656
[3] 2022-01-20,单光子源/single-photon source/郑杭,中国大百科全书,第三版网络版[DB/OL]
https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=215776&Type=bkzyb&SubID=146680
[4] 2022-01-20,单光子探测器/single-photon detector/胡小龙,中国大百科全书,第三版网络版[DB/OL]
https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=71114&Type=bkzyb&SubID=64223
[5] 2022-01-20,单光子检测/single photon detection/郑立荣,周小林,中国大百科全书,第三版网络版[DB/OL]
https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=89909&Type=bkzyb&SubID=64130
[6] 2022-10-23,单光子探测器/single-photon detector/吴令安,中国大百科全书,第三版网络版[DB/OL]
https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=220252&Type=bkzyb&SubID=95669
[7] 2022-01-20,单光子计量技术/single photon metrology technique/甘海勇,中国大百科全书,第三版网络版[DB/OL]
https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=74869&Type=bkzyb&SubID=801
[8] 2022-10-23,傅里叶变换光谱仪/Fourier transform spectrometer/张磊,中国大百科全书,第三版网络版[DB/OL]
https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=298389&Type=bkzyb&SubID=161042
[9] 2022-12-23,惠勒延迟选择实验/Wheeler's delayed choice experiment/何琼毅,中国大百科全书,第三版网络版[DB/OL]
https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=215805&Type=bkzyb&SubID=146687
[10] 2022-12-23,量子干涉效应/quantum interference effect/常凯,中国大百科全书,第三版网络版[DB/OL]
https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=157293&Type=bkzyb&SubID=126068
[11] 2023-03-16,量子光学/quantum optics/汪凯戈、吴金辉,中国大百科全书,第三版网络版[DB/OL]
https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=215486&Type=bkzyb&SubID=146659
狄拉克后来又提出了关于光子干涉的著名论断:每个光子只同它自己干涉,两个不同光子之间从不会干涉,这是对光子认识的深化。
相关链接:
[1] 2023-12-19,[打听,小资料] “双缝实验 double slit experiment”的权威和最新实验证据
https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1414549.html
[2] 2021-09-16,薛定谔的第三只猫(光电效应)
https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1304459.html
[3] 2023-12-18,[打听,小资料] “波粒二象性 wave-particle duality”的权威和最新实验证据
https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1414400.html
[4] 2023-07-26,[讨论] 电磁学的实验再检验(10):“磁力线 magnetic force line”本身带有记号(ID)吗?
https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1396755.html
[5] 2023-07-29,[重复就是力量] 判定实验:电磁波的刚性
https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1397135.html
[6] 2023-07-23,[讨论] 电磁学的实验再检验(7):电磁波的刚性(关联“光压”)
https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1396376.html
[7] 2022-05-16,[讨论] 电磁波会传递机械力或电磁力吗?
https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1338778.html
[8] 2023-07-14,“电磁学的实验再检验”:经典电磁学实验当代再检验的起因、意义要点
https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1395251.html
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