Fotoner och kvanttillstånd
Efter French and Taylor, s 231 ff
s 233: Ett kvanttillstånd för en foton kan definieras genom att specificera:
- Energi
- riktning
- Polarisation
Här diskuterar vi polarisationstillstånd.
Antag att polarisator A släpper igenom "y-polariserade" fotoner. B är vriden
f i förhållande till A och en foton som passerat A har en sannolikhet cos2 f att passera B.
Vad händer ?
Alla fotoner som passerar A är i samma polarisationstillstånd, men ändå stoppas några av dem och andra stoppas inte.
Vår klassiska uppfattning at samma begynnelsevillkor alltid leder till samma resultat håller helt enkelt inte här! |
Fotoner som kommer igenom B är i ett nytt kvanttillstånd som definieras av Bs polarisationsaxel.
Sannolikheten att fotonen passerar B kallas "Projektionssannolikhet"(?).
Några begrepp och definitioner
(French and Taylor, tabell 6-2, s 248)
- Analysator:
- är en anordning med en inkanal och två eller flera utkanaler sådana att
- Summan av intensiteterna för de utgående strålarna är lika med intensiten i den ingående strålen.
- Om strålen från en av utkanalerna (säg kanal j) sänds som ingående stråle till en annan analysator, identisk med den första så kommer den utgående strålens intensitet från den andra analysatorn att komma helt och hållet i samma kanal j.
- Projektor, projektionsoperator
- En projektor för ett visst system kan erhållas från en analysator genom att blockera alla utkanaler utom en, säg kanal j. Anordningen kallas då en j-projektor.
- Bestämning av ett tillstånd
- Om utintensiteten för en j-projektor är identisk med ingående intensitet så är det ingående systemet i tillstånd j.
- Projektionssannolikhet
- Antag att ingående strålen är i ett tillstånd k och låt strålen passera genom en j-projektor. Den relativa utintensiteten (ut/in) kallas projektionssannolikheten från tillstånd k till tillstånd j.
Experimentellt resultat Projektionssannolikheten från tillstånd k(in) till tillstånd j (ut från en
j-projektor) har samma värde som projektionssannolikheten från tillstånd j (in) till tillstånd k (ut från en k-projektor)
- Ortogonala tillstånden
- Två tillstånd definieras som ortogonala om projektionssannolikheten från det ena tillståndet till det andra är 0.
- Fullständig tillstånd-mängd
- Mängden tillstånd som definieras av en analysator är fullständig om antalet partiklar i de olika utkanalerna är lika med atnalet partiklar som kommer in till inkanaler.
Projektionssannolikheter
(tabell s 246)
| x | y | x´ | y´ | R | L |
x | 1 | 0 | cos2 f
| sin2 f | 1/2 | 1/2 |
y | 0 | 1 | sin2 f
| cos2 f | 1/2 | 1/2 |
x´ | cos2 f
| sin2f | 1 | 0 | 1/2 | 1/2 |
y´ | sin2 f
| cos2 f | 0 | 1 | 1/2 | 1/2 |
R | 1/2 | 1/2 | 1/2 | 1/2 | 1 | 0 |
L | 1/2 | 1/2 | 1/2 | 1/2 | 0 | 1 |