Взаимодействуют ли фотоны друг с другом или только с собой?

Даже если эксперимент с двумя щелями дает интересные (странные) результаты, он лишь заключает, что каждый фотон взаимодействует сам с собой после прохождения двух щелей. Я думал о другой экспериментальной установке, где у вас есть два четко определенных источника света (с определенной длиной волны и фазой), но без щелей. А теперь к моим вопросам: Кто-нибудь когда-нибудь проводил такой эксперимент, и будет ли интерференционная картина на стене?

Если ответ на второй вопрос «нет», свет не может быть настоящей волной — он лишь обладает волнообразными свойствами. Но если это «да», все становится намного интереснее.

Если на стене есть интерференционная картина, она должна быть, даже если оба источника света излучают одиночные фотоны случайным образом, но редко, скажем, раз в минуту. Это, в свою очередь, означало бы, что фотоны знают друг о друге, даже если они разделены во времени на несколько секунд, а источники света независимы (не запутаны).

Я голосую за то, чтобы закрыть его как точную копию. Разница лишь в том, что Александр путает глаголы «взаимодействовать» и «мешать». Это очень разные вещи. Отдельный фотон, конечно же, не «взаимодействует» сам с собой.

Ответы (3)

Если энергия достаточно велика, фотоны интерактивно создают массивные частицы. Так что да, фотоны взаимодействуют.

Даже с фотонами низкой энергии существуют виртуальные петли, и взаимодействия фотонов с фотонами могут происходить с некоторой вероятностью:

Я отвечаю на вторую часть вашего вопроса, так как первая была освещена два дня назад. Взгляните на интерферирующие лазерные лучи и почитайте о голографии , последней из интерферирующих лучей.

даже если оба источника света испускают одиночные фотоны случайным образом, но редко, скажем, раз в минуту. Это не верно. Для возникновения помех фазы должны быть соблюдены. Отдельные фотоны не сохраняют фазу с другим фотоном через минуту, поэтому интерференционная картина не возникает. В отличие от эксперимента с двумя щелями, где каждый фотон взаимодействует со щелями, в вашем эксперименте с двумя лучами каждый фотон из одного луча должен взаимодействовать с фотоном из другого луча, чтобы появилась интерференционная картина.

Я не знаю, действительно ли этот ответ касается вопроса, который намеревался задать ОП. Очень слабый лазерный свет (поэтому в среднем фотон появляется один раз в минуту) — это не то же самое, что случайное излучение одиночных фотонов. Если два лазера имеют достаточно стабильные фазы, даже если лучи затухают до одного фотона в минуту, вы должны наблюдать интерференцию.
@Peter Shor: Фаза канонически сопряжена с числом фотонов, и действительно точное ограничение на число фотонов, такое как излучение одного фотона в минуту, вызовет неопределенность в фазе по принципу неопределенности.
Лазерный пучок возникает из-за индуцированного высвечивания с накачанных уровней атомов кристалла/газа. По конструкции для запуска каскада требуется более одного фотона. Без каскада нет фаз.
@anna: Но вы можете ослабить лазерный луч, пропустив его через светоделители, чтобы получить очень слабый когерентный свет.
тогда справедлив комментарий Джерри выше. Хотя я думаю, что логически для передачи информации о фазе потребуется как минимум два фотона в луче, не так ли? Фаза относительно луча. См . en.wikipedia.org/wiki/Coherent_state , где показано, что delta(theta)*delta(n)=1/2 . Я просто комментировал, что нельзя излучать фотон в минуту. Чтобы определить фазу, нужно как минимум два фотона.
ОК Вы правы.
Любой источник света (или осциллятор) имеет определенную длину и время когерентности и ширину полосы (легко вычисляемую по скорости света). Пары таких осцилляторов обладают определенной относительной когерентностью. Итак, если Вы растягиваете интерференционный эксперимент во времени, Вы теряете когерентность из-за времени когерентности. Делать такие мысли/расчеты с использованием фотонов вместо волн, на мой взгляд, немного мазохистски: «Зачем легкий путь, если есть болезненный путь?»

Более вероятно, что фотоны будут взаимодействовать сами с собой, давайте обратимся к интерферометру Маха Цендера и сфокусируемся на последнем Разделителе Луча (перед фотодетекторами), введите описание изображения здесьтогда предположим, что фотон из верхнего луча взаимодействует с фотоном из нижнего луча, поэтому в «случайном путь" есть 2 возможности:

  1. Деструктивное вмешательство: фотон взаимодействует с другим фотоном, после чего оба они уничтожаются без создания новой сущности >>>>> Однако это не будет выполнять закон «сохранения энергии» (энергия не может быть ни уничтожена, ни создана, она может только трансформироваться в другой тип энергии/сущности», поэтому невозможно

  2. Конструктивная интерференция: если вы рассматриваете 2 «волны», то амплитуда будет складываться в волну с «большей» амплитудой, однако, если вы рассматриваете это как частицу, где фотон встречается с фотоном, а затем создает 2 или более фотонов, это кажется очень нелогичным, а также не соблюдает закон сохранения энергии

Следовательно, эти две вещи невозможны, поэтому единственное возможное объяснение состоит в том, что фотон взаимодействует сам с собой.

Взаимодействуют ли фотоны друг с другом или только с собой?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v