Експерименти на интерференция със съвпадащи и отместени по време лазерни импулси – от брой 128

 

Лозко Г. Георгиев,  Даниел Л. Георгиев

(06 July 2019)

Резюме. В тази статия се разглеждат експерименти на интерференция с електромагнитни вълни. Разглеждат се някои от проблемите на Копенхагенската интерпретация на квантовата механика. Разглеждат се закономерностите на интерференция, при симетричен и несиметричен интерферометър. При постоянно излъчващ лазерен източник и изкуствено получени (клонирани) лазерни импулси. Съвпадащи или отместени по време при достигането им до екрана на наблюдение. Разгледани са два възможни модела на интерференция и експериментално доказване на работещия модел.

 

Ключови думи: квантова оптика, интерференция, фотон, кохерентност, цуг, лазерни импулси

Съдържание

  1. Увод.
  2. За някои проблеми на Копенхагенската интерпретация. 2.1 Интерференчна картина от два различни модела.
  3. Закономерности, свойства и задължителни условия при интерференция и модулация на интензитет с интерферометър на Mach-Zehnder. 3.1. Закономерности и условия при интерференция. 3.2. Закономерности и условия на интерферометър работещ в режим модулация на интензитет.
  4. Реални експерименти при интерференция.
  5. Изводи.
  6. Заключение.

Литература

абревиатура:

КМ – квантова механика

ЕМВ – електромагнитни вълни

КИ – Копенхагенска интерпретация

ВФ – вълнова функция

КВФ – колапс на вълновата функция

ИК – интерференчна картина

МВФ – модел на вълновата функция

МВ – модел на влияние

MCU – микроконтролер

 

 

1. Увод

 

Като рождена дата на квантовата механика (КМ) е приета 1900 година, когато  M. Планк за да разреши проблема на така наречената ултравиолетова катастрофа разглежда излъчването на светлината като самостоятелни кванти с дискретна порция енергия. Той въвежда константата h и съответно енергията на всеки светлинен квант е пропорционална на честотата на електро- магнитните вълни  (ЕМВ),

 

Е =  h ν,                                                                                    (1)

 

където Е е енергията  на фотона, ν е честотата на ЕМВ, а h константа на Планк. По-късно светлинният квант е наречен  фотон. През  1905г. А. Айнщайн доказва, че не само излъчването, но и взаимодействието на светлината става с дискретни порции енергия при външния фотоефект. Като енергията на всеки дискретен фотон, може да избие фотоелектрон само, ако енергията на фотона превишава така наречената червена граница. Извършените в следващите години експерименти, на A. Holly Compton, W. Georg  Bothe  и др.  еднозначно доказват, че фотона е електронеутрален и неделим квант с енергия  Е = h. ν  без маса в покой. Но при така създалата се ситуация, на неделим и електронеутрален фотон с точно определена енергия, се получава несъгласуване с вълновите представи на ЕМВ като дифракция и интерференция, които са експериментален факт.

За да се излезе от това положение, една част от физиците, така наречената Копенхагенска школа създатели на Копенхагенската интерпретация (КИ) и гравитиращите около нея, приемат вероятностния модел и дуалността на фотона със свойствата и на вълна, и на частица. Но това води до нови проблеми за изискващите се свойства, на така приетата вълнова функция (ВФ) на фотона, като:  1. Тайнственото „знание“ на ВФ на фотона за цялата експериментална постановка при образуване на дифракционна или интерференчна картина (ИК). 2. Мигновен колапс на вълновата функция (КВФ). 3. Нелокалност. 4. Както и задължителна неопределеност на пътя на фотона, което условие определя образуването на ИК (вероятност фотона да премине по всяко от рамената на интерферометъра, но без да има информация по кое конкретно рамо преминава фотона).

Докато друга част от физиците, чийто основен представител е А. Айнщайн, вследствие разходимостите които следват от КИ, разглеждат вероятностния модел като непълен. Които разглеждат квантовите обекти и процеси свързани с тях с така наречените реалистични теории. Което е резюмирано с така известното изречение на Айнщайн, „Бог не играе на зарове“, по време на така известните Солвейски конгреси.

В тази статия ще покажем, че за формализма  на КИ съществуват редица не решени проблеми, изказани от много физици през годините, както и експериментални резултати които явно не се съгласуват с КИ. Като основно ще разглеждаме, че при интерференчни експерименти на лазерни импулси отместени по време. Предсказваните резултати за ИК, на така разглежданите по долу два модела, дават различни и противоположни резултати от което експериментално може да се определи работещия модел.

 

Цялата статия може да четете след като сте се абонирали за списанието (имате абонамент – четете тук).

 

Повече за абонамента вижте на този линк – https://nauka.bg/abonament/