А.Н. Матвеев - Атомная физика, страница 115

DJVU-файл А.Н. Матвеев - Атомная физика, страница 115 Физика (2682): Книга - 4 семестрА.Н. Матвеев - Атомная физика: Физика - DJVU, страница 115 (2682) - СтудИзба2019-05-09СтудИзба

Описание файла

DJVU-файл из архива "А.Н. Матвеев - Атомная физика", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "физика" из 4 семестр, которые можно найти в файловом архиве МГУ им. Ломоносова. Не смотря на прямую связь этого архива с МГУ им. Ломоносова, его также можно найти и в других разделах. .

Просмотр DJVU-файла онлайн

Распознанный текст из DJVU-файла, 115 - страница

Из (76.17) следует, что лишь при О = я/4 результаты измерений абсолютно не коррелированы. Теперь можно понять физический смысл утверждения, что направления линейной поляризации каждого фотона пары одинаковы, хотя и невозможно характеризовать направление линейной поляризации каждого фотона каким-то определенным направлением в пространстве. Физический смысл этого утверждения состоит в том, что при О = О измерение поляризаций пары фотонов дает всегда либо (+,+), либо ( —,— ) и никогда 1 77. Корреляционные эксперименты 423 (+,— ) нлн ( —, +). Этот результат не изменяется при вращении анализаторов вокруг направления движения фотонов при сохранении неизменной нх взаимной ориентации (О = О). Вероятности результатов (+,+) и ( —,— ) одинаковы н Равны 1уз2. 77.

Корреляционные эксперименты Описываются эксперименты по измерению «орревяппн пояяризапий с помощью одноканальных и Пвуккавальнык анализаторов. Возбуждение источника каскадного излучения пар фотонов. Перевод атомов кальция на верхний возбужденный уровень ооз (см. рис. 152) осупуествлялся прямым двухфотонным возбуждением посредством двух лазеров: криптонового лазера с ) = = 406 нм и перестраиваемого лазера с ). = 581 нм, настроенного на резонанс для двухфотонного процесса. Излучение лазеров имеет параллельную поляризацию и фокусируется на пучок атомов кальция. Мощность каждого лазера составляла несколько десятков милливатт, а их излучение фокусировалось на площадь менее 0,01 мм' атомного пучка с концентрацией примерно 10'о атомов/смэ. При этих условиях частота каскадных переходов, при которых излучаются пары фотонов, превосходит 1О' каскадов/с. Была обеспечена также высокая стабильность частоты каскадных переходов (лучше чем 1;Уо в течение нескольких часов).

Такой совершенный источник излучения был создан Аспектом и его сотрудниками к началу 80-х годов и позволил осуществить наиболее точные и надежные эксперименты по исследованию квантовых корреляций поляризации фотонов, которые завершили серию работ в этом паправле- нии, начатых во второй половине 60-х годов Клаузером и его сотрудниками. Эксперименты с одноканальными анализаторами. Измерение поляризации феона производится посредством фиксации его выхода из соответствующего канала анализатора с помощью фотоэлектронного умно- жителя и электронной схемы.

Для анализа корреляций ФЭУ подключаются в схему совпадений регистрации фотонов, поступающих в соответствующие каналы анализатора. На рнс. 156 показана схема эксперимента с двухканальными анализаторами. Схема эксперимента с одноканальными анализаторами, с которого целесообразно начать обсужде-.

ния, аналогична, надо лишь после каждого из анализаторов устранить один из ФЭУ и соответствующую часть электрической схемы. Будем для определенности считать, что регистрируются фотоны, попадающие в каналы + 1, имеющие эквивалентное значение в анализаторах, т.е. при параллельности векторов а и Ь проходящие через канал анализатора фотоны имеют параллельную поляризацию. Реальный эксперимент отличается от идеального в первую очередь тем, что вместо бесконечно малого телесного угла, в котором регистрируются фотоны, необходимо для повышения эффективности системы регистрировать фотоны, испускаемые источником в возможно больший телесный угол. Как показывает теория и свидетельствует эксперимент, поляризация фотонов заметно не изменяется даже при углах 50 — 60' к оси и поэтому можно использовать лля эксперимента большие телесные углы. В реальных условиях использовались углы около 30'.

Источник пар фотонов располагался в фокусе собира- 424 15 Концептуальные вопросы квантовой механики Число дд~,мт детектируемых пар фотонов в единицу времени в зависимости от задержки т между моментами детектирования двух фо. тонов 0' 0 90 100 2УО 060 Результаты эксперимента с одноканальными анализаторами Схема эксперимента с лвухканальными анали- заторами ющих линз, на выходе из которых фотоны направлялись в анализаторы.

Другие экспериментальные трудности были также успешно преодолены и здесь не обсуждаются. Как следует из (76.16) и (76.13), коэффициент корреляции в эксперименте с одноканальными анализаторами равен 71з = '!з созз8. Если задержка детектирования фотонов больше времени задержки в излучении фогонов пары (в рассматриваемом случае около 5 нс), то в схеме совпадения детектируются фотоны, испускаемые разными а~омами. Эти совпадения чисто случайны и дают постоянный фон совпадений, не зависящий от задержки (рис. 154).

При уменьшении задержки и приближении ее к значению времени жизни промежуточного состояния каскадного перехода начинают детектироваться пары фотонов, испускаемых одним атомом, и число детектируемых в единицу времени пар фотонов резко возрастает (рис. 154).

В качестве истинного значения, характеризующего счет пар фотонов на совпадение, принимается его значение в максимуме за вычетом фона. Результаты эксперимента приведены на рис. 155. Непрерывная кривая представляет результат расчета по квантовой механике с учетом поправок на условия эксперимента (учет неосевых углов излучения и др.). Результаты эксперимента в пределах ошибок эксперимента прекрасно легли на теоретическую кривую, как это схематично показано на рисунке. При обсуждении квантовых корреляций выдвигалось предположение, что они обусловлены некоторым взаимодействием, зависящим от расстояния между точками детектирования. Для проверки справедливости этого 78.

Неравенства Белла и физическая реальност~ предположения измерения коэффициента корреляции были проведены при различных расстояниях между анализаторами. Самое большое расстояние между анализаторами составляло 13 м. Никакого влияния расстояния на корреляцию отмечено не было. Эксперименты с двухканальными анализаторами. Схема эксперимента дана на рис.

156. В четырехканальную схему счета совпадений поступают одновременно сигналы нз ФЭУ всех четырех каналов. Одновременно ведется счет чисел совпадений Х,,(а, Ь), Х (а, Ь), Х„(а, Ь) и Х,(а, Ь), где Хт,(а, Ь)--число пар совпадений фотонов, зарегистрированных в каналах + 1 в левом и правом анализаторах при нх ориентировках а и Ь и т, д. Выразив вероятности Р„(а,Ь) через относительные частоты Х, (а, Ь)2[Х ь „(а,Ь) + Х (а,Ь) + Х э (а,Ь) + Х, (а, Ь)3, можно представйть коэффициент корреляции (76.17) в виде у(а, Ь) = [Х „ (а, Ь) + Х (а, Ь)— — Х ь (а, Ь) — Х , (а, Ь)) [(М, э(а, Ь) + + Х (а, Ь) + Х, (а, Ь) + Х э(а, Ь)1 (77.2) Однако прелставление коэффициента корреляции формулой (77.2), в которой под Х„(а, Ь) понимаются реально измеренные в эксперименте совпадения, вообще говоря, не эквивалентно теоретическому определению (76.17) через вероятности, потому что фотоумножители имеют не очень большую эффективность и в реальном эксперименте детектируется лишь небольшая часть фотонов.

Необходимо убедиться, что величина (77.2) при измеренных в эксперименте значениях Х, э(а, Ь) является хорошим приближением к ее теоретическому значению (76.! 7). Другими сло- 23 2!9 вами, необхолнмо допустить, что множество фактически Летектированных пар фотонов служит хорошим представлением всех испущенных пар фотонов. Такое допущение весьма разумно для симметричной схемы, в которой результаты измерений + 1 и — 1 имеют эквивалентное друг другу значение. Во время корреляционных измерений было проверено„что сумма Х,,(а,Ь) + Х (а,Ь)+ Х, (а,Ь)+ + Х, (а, Ь) постоянна при изменении ориентаций анализаторов и постоянной интенсивности источника. Этот результат показывае~, что множество детектируемых пар фотонов постоянно и подтверждает допущение о хорошем представительстве этим множеством всех пар испущенных фотонов. Результаты эксперимента оказались в великолепном согласии с предсказаниями квантовой механики, описываемыми формулой (76.!7).

Этн эксперименты еще раз подтвердили реальность квантовых корреляций, которые невозможно понять в рамках представлений доквантовой физики, а в квантовой физике опи выступают на уровне основополагающего факта, не подлежащего более глубокому анализу. 78. Неравенства Белла и физическая реальность Дается вывод неравенства Белла, описываются эксперименты по проверке и обсуждаются выводы нэ результатов экснерпменюв Локальный характер законов классической физики. Пожалуй, самым фундаментальным глобальным результатом более чем двухтысячного периода развития классической физики является вывод о том, что законы классической физики имеют локальный характер и их научная 426 1о Концептуальные вопросы квантовой механики количественная формулировка возможна лишь в виде локальных количественных соотношений, относящихся к одной и той же пространственно-временной точке.

Локальная формулировка теории имеет преимущественно дифференциальную форму, но не сводится к ней. Дифференциальная формулировка законов может быть с помощью чисто математических теорем выражена также и в виде интегральных соотношений, но это не изменяе~ локального характера фундаментальных законов физики. Вывод о локальности физических законов имеет большую эвристическую силу, позволяя отвергнуть как несостоятельные физические утверждения, не согласующиеся с этим выводом, и очи~ать более вероятными согласующиеся с ним. Например, не согласуется с требованием локальности теория дальнодействия; электро- динамика с запаздывающими потенциалами, скорость распространения которых зависит от скорости источника (Ритц), не может быть сформулирована в дифференциальной форме и должна быть отвергнута; полевая точка зрения на взаимодействия получила решительный перевес именно благодаря требованию локальности теории и т.д.

Свежие статьи
Популярно сейчас
Почему делать на заказ в разы дороже, чем купить готовую учебную работу на СтудИзбе? Наши учебные работы продаются каждый год, тогда как большинство заказов выполняются с нуля. Найдите подходящий учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Нашёл ошибку?
Или хочешь предложить что-то улучшить на этой странице? Напиши об этом и получи бонус!
Бонус рассчитывается индивидуально в каждом случае и может быть в виде баллов или бесплатной услуги от студизбы.
Предложить исправление
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
5142
Авторов
на СтудИзбе
442
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее