Что такое фотон и как он летит?

[4D]

Как второй фотон получается с противоположным спином, чем у первого, если никто не знает какой спин был (и был ли он вообще) до измерения первого фотона?

А пока никто и не знает КАК.

Поэтому я и спрашивал, проводились ли опыты по одновременному измерению пары запутанных фотонов разнесённых на достаточно большое расстояние.

Так ведь все эксперименты по проверке неравенств Белла — об этом. Именно, что рождается пара запутанных фотонов, их поляризация измеряется на таких расстояниях, на которых они уже неспособны повлиять друг на друга, но всё равно оказывается, что спины всегда противоположны. Как? Лично я — не знаю.

Например вот. Расстояние между лабораториями около километра. Положение поляризаторов определяется путём наблюдения двух удалённых квазаров, т.е. случайней уже не придумаешь.Авторы приводят и подробную схему эксперимента, и показывают, что световые конусы, определяющие причинность не пересекаются.

А вы в курсе, что "одновременность" - понятие относительное? То, что одновременно для одного наблюдателя, для другого не одновременно.

Ну, я думаю, что он всё-таки об одновременности в лабораторной системе, в которой проводится эксперимент.

[LV46]

Потому что есть закон сохранения спина (закон Вигнера). В конце концов, закон сохранения момента импульса, он же - изотропность пространства.

Чтобы действовал закон сохранения чего-либо, надо, чтобы это "что-либо" вообще существовало. Фотон до измерения имеет сразу оба спина (суперпозиция) и второй тоже. Так что вообще неочевидно с чего бы это второй фотон локализовывался со спином противоположным первому. Он абсолютно с таким же успехом может принять любое значение из двух, но принимает исключительно противоположное первому.

Это следует из теоремы Байеса: https://ru.wikipedia.org/wiki/Теорема_Байеса.

Теорема, которая предсказывает исходное состояние из результата. Супер. Осталось только применить эту теорему к паре запутанных фотонов, чтобы получить начальные значения спинов пары из результатов детектирования ))).

Но так и осталось неочевидным, почему второй фотон якобы получает значение спина именно в момент измерения первого фотона, а не во время своего измерения на втором детекторе. Уже несколько раз я это писал, аж устал уже повторять.

А вы в курсе, что "одновременность" - понятие относительное? То, что одновременно для одного наблюдателя, для другого не одновременно. И если для одного наблюдателя измерение спина фотона "А" выполнено раньше, чем измерение спина фотона "В", то для другого наблюдателя в точности наоборот. А результат эксперимента одинаков для обоих наблюдателей.

Если очень захотеть, то можно так синхронизировать два измерения, чтобы погрешность синхронизации была меньше, чем необходимый результат измерений. Вместо того, чтобы с умным видом рассуждать про наблюдателей..

[leonids'99]

вообще неочевидно с чего бы это второй фотон локализовывался со спином противоположным первому. Он абсолютно с таким же успехом может принять любое значение из двух, но принимает исключительно противоположное первому.

Именно на это и даётся ответ-разъяснение в фильме

нет никакого способа узнать каким был спин у фотона до измерения, поэтому можно предполагать что угодно

и на это тоже! (с 44 по 47 минуты)

Но так и осталось неочевидным, почему второй фотон якобы получает значение спина именно в момент измерения первого фотона, а не во время своего измерения на втором детекторе.

С тем, что первый фотон получает значение спина в момент измерения, Вы уже согласились? Ну тогда чем первый отличается от второго в этом плане? (Ничем)

[zam2]

]Чтобы действовал закон сохранения чего-либо, надо, чтобы это "что-либо" вообще существовало.

Ну почему же? Вот есть закон сохранения энергии. А существует ли энергия? В каком-то смысле (абстрактном) существует, существует в сознании, не материально, как выдуманная нами мера способности совершить работу, число, которое можно рассчитать в разных ситуациях.

Так что вообще неочевидно с чего бы это второй фотон локализовывался со спином противоположным первому.

Неочевидно. Более того, необъяснимо (пока). Но так показывает эксперимент.

Он абсолютно с таким же успехом может принять любое значение из двух, но принимает исключительно противоположное первому.

Именно так. Что даёт нам ещё больше уверенности в законе сохранения момента импульса и изотропности пространства.

Теорема, которая предсказывает исходное состояние из результата.

Не совсем так. Она позволяет оценить вероятность того, что колода карт была шулерски подготовлена перед началом игры по результатам раздачи карт.
Типичная задача для студентов на теорему Байеса. Десять раз кидается игральный кубик. Семь раз выпадает шестёрка. Оценить вероятность того, что кубик честный (выпадение любой грани равновероятно). Сможете решить?

Осталось только применить эту теорему к паре запутанных фотонов, чтобы получить начальные значения спинов пары из результатов детектирования

Вот Белл и применил. И научил, как поставить опыт для вскрытия секрета природы, - рождается пара фотонов с врождёнными спинами или они сами не знают про свои спины. Опыт показал - верно второе.

[LV46]

Пошло всё поновой, а мне уже надоело спорить. Все возможные аргументы (и по несколько раз) я уже озвучил выше.

[zam2]

Все возможные аргументы (и по несколько раз) я уже озвучил выше.

Так что же делать, если ваши аргументы противоречат результатам экспериментов?
Это как в 16 веке. Галилей демонстрирует, что большое ядро и маленькое ядро по наклонной доске скатываются одновременно. А зрители смотрят на это и возражают - у Аристотеля написано, что тяжёлое скатывается быстрее, значит быстрее.

[Ihtamnet II]

Экран не какой-нибудь, а с поглощением 99,995% света. Отсюда: падение яркости лампочки для глаза должно упасть в 200(!) раз. Это цифры, а не пустые рассуждения про "свои фотончики". И такого падения нет (вообще нет никакого падения, если на то пошло). Горит лампочка мы видим свет, подносим 99,995% поглощающий материал к лампочке с боку - падение яркости для глаза - нулевое. Но нет, будем всё равно утверждать и доказывать, что всё не так.

По вашей логике получается, что если есть экран - в глаз попадают отдельные фотоны, не поглощенные экраном. А если нет экрана - то в глаз попадут все фотоны, поэтому яркости должны отличаться во много раз. Но ведь это не так, с чего бы всем фотоном попадать в глаз? А в другие глаза тогда что попадет?

Все возможные аргументы (и по несколько раз) я уже озвучил выше.

Да Вы же никаких аргументов не озвучиваете. Вы озвучиваете вопросы, а аргументами являются ответы на них. Но приводимые ответы вас почему-то не устраивают и не убеждают, а аналогичных аргументов в пользу своей позиции Вы привести не можете. получается тупик.

[LV46]

Все возможные аргументы (и по несколько раз) я уже озвучил выше.

Так что же делать, если ваши аргументы противоречат результатам экспериментов?
Это как в 16 веке. Галилей демонстрирует, что большое ядро и маленькое ядро по наклонной доске скатываются одновременно. А зрители смотрят на это и возражают - у Аристотеля написано, что тяжёлое скатывается быстрее, значит быстрее.

Не надо только перекручивать. Как в 16-м веке - это заявить, что фотон реагирует мгновенно и быстрее скорости света при измерении другого запутанного фотона, вот он ваш эксперимент.
Оно и понятно, потому что в 16-м веке не знали, что быстрее скорости света взаимодействие невозможно. И сейчас, видимо не знают, раз со всех утюгов происходят такие заявления.

[LV46]

По вашей логике получается, что если есть экран - в глаз попадают отдельные фотоны, не поглощенные экраном. А если нет экрана - то в глаз попадут все фотоны, поэтому яркости должны отличаться во много раз. Но ведь это не так, с чего бы всем фотоном попадать в глаз? А в другие глаза тогда что попадет?

Это не по моей логике, а по логике сферичных фотонистов. По моей логике фотон излучается в конкретном направлении, поэтому на него и не влияет подставленный сбоку лампочки экран.

[LV46]

Да Вы же никаких аргументов не озвучиваете.

Внимательно читайте. Есть и вопросы (скорее больше риторические), и есть аргументы. Если вообще вкратце, то: из проведённых экспериментов делаются ошибочные выводы.

Запутали два фотона, измерили спин первого, измерили спин второго на втором детекторе, спин оказался противоположным первому фотону. Затем непонятно с какого перепугу делается вывод, что второй фотон обрёл свой спин в момент измерения первого фотона.

[6th Book]

наверное это сюда

Статья про квантовый оператор спина фотона
https://arxiv.org/abs/2004.03771v1   https://arxiv.org/pdf/2004.03771v1.pdf
Quantum spin operator of the photon
Li-Ping Yang, Farhad. Khosravi, Zubin Jacob
(Submitted on 8 Apr 2020)

[wandarer]

Возможно, выскажу несколько парадоксальное мнение. При распространении фотона создаётся пространство, в котором он может находиться. В общем случае это сферическое пространство, определяемое волновой функцией фотона. Фотон можно найти с большей вероятностью там, где эта функция приобретает по модулю большие значения. В связи с этим реальное физическое пространство(а оно реально, так как имеет измеримый интервал и размерность) можно представлять в некотором приближении как векторное (или линейное) пространство (частным случаем подобного пространства является обычное трехмерное евклидово пространство) над некоторым спинорным полем. Это добавляет операции отображения, масштабирования и поворота. Известно, что спин фотона равен 1, поэтому, если  обычный предмет без какой-либо симметрии повернуть на 360°, то этот предмет вернётся в своё первоначальное состояние. Таким образом ЭМП даёт различие между левым и правым. В атоме в соответствии с уравнением Шрёдингера ЭМП создаёт несколько пространств-электронных оболочек где могут находиться электроны. В ядре атома Сильное поле создаёт для адронных зарядов свои пространства-мезонные оболочки. Таким образом вне пространства-поля(над полем)найти частицу невозможно. В этом смысле фотон «привязан» к волне и до своего обнаружения является волной. С обнаружением фотона его волновая функция редуцируется и фотон определяет спин, направление движения и другие характеристики частицы.

[Ihtamnet II]

Согласен, что в фильме очень вскользь объясняется что именно измеряется в эксперименте и как и почему это интерпретируется определенным образом. Вот для себя нашел более подробное, но в то же время доступное описание http://www.sciteclibrary.ru/texsts/rus/stat/st6508.pdf

[LV46]

Вот для себя нашел более подробное, но в то же время доступное описание http://www.sciteclibrary.ru/texsts/rus/stat/st6508.pdf

Но может ли неравенство Белла быть надёжным средством подтверждения или опровержения теории скрытых параметров? Простое рассуждение заставляет усомниться в этом. В самом деле, при расчёте корреляций молчаливо предполагалось, что все три опыта (для трёх углов) описываются одним распределением  (4) тогда как каждое случайное событие  (каждый опыт) порождает собственную случайность. Если это действительно так, то вывод неравенства надо признать ошибочным. И выводы, основанные на его нарушении, ничего не доказывают и не опровергают.

Так что можно долго толочь воду в ступе (в этой и подобных темах), правильного ответа не знает пока что никто.

[Stultus panthera]

Постулат А: создать человека способны два разнополых человека.
Постулат Б: запутаться могут два «разнополых» фотона.

Чем не устраивают эти постулаты?

[zam2]

Постулат А: создать человека способны два разнополых человека.
Постулат Б: запутаться могут два «разнополых» фотона.
Чем не устраивают эти постулаты?

Не устраивают глупостью.
А. Про клонирование слышали?
Б. "Разнополость"  - не обязательна. "Два" - не обязательно. https://ru.wikipedia.org/wiki/Многочастичная_квантовая_запутанность

[leonids'99]

Интересные видео по теме

https://www.youtube.com/watch?v=55HvMW7PblU
https://www.youtube.com/watch?v=GGMbU2l4t_M
https://www.youtube.com/watch?v=UzKWs93Mu0Y
https://www.youtube.com/watch?v=8N0ggCKDbm8

[andrei-HXS]

День добрый.

фотон излучается в конкретном направлении

Соглашусь с вами.
По крайней мере, если представить распространение одного фотона "по сфере", то непонятно, как он вообще может долететь от звезды, имеющей намного большие размеры по сравнению с фотоном.
Допустим, фотон излучается каким-либо участком раскалённой фотосферы и улетает к наблюдателю. Если бы фотон распространялся сферично, то он сразу бы поглотился непрозрачным веществом самой звезды. Т.е. до наблюдателя вообще ничего не долетало бы.

[zam2]

фотон излучается в конкретном направлении

Соглашусь с вами.

Это вы зря. Соглашаться нужно с теми, кто разбирается в вопросе.

По крайней мере, если представить распространение одного фотона "по сфере", то непонятно, как он вообще может долететь от звезды, имеющей намного большие размеры по сравнению с фотоном.
Допустим, фотон излучается каким-либо участком раскалённой фотосферы и улетает к наблюдателю. Если бы фотон распространялся сферично, то он сразу бы поглотился непрозрачным веществом самой звезды. Т.е. до наблюдателя вообще ничего не долетало бы.

А давайте я дам вам ссылку на рассказ Игоря Иванова про то, как именно надо представлять распространение фотона по сфере: http://igorivanov.blogspot.com/2010/12/localization.html.
Довольно длинная цитата оттуда:

Частицы, которые рождаются в столкновении, не имеют никакого строгого направления разлета. Это сферические волны, расходящиеся во все стороны из точки рождения, правда сила этой волны может плавно зависеть от углов, как показано на рисунке слева. (Существуют, впрочем, процессы, при которых частицы рассеиваются на очень малые углы вперед; я для простоты говорю не о них, а о типичных жестких столкновениях частиц). Поэтому никакой поперечной локализации у родившейся частицы нет; ее траектория — это не линия, а этакая сфера, раздувающаяся с околосветовой скоростью.
Когда эти сферы раздулись и начали проникать в слои детектора, они начинают «пытаться» воздействовать на атомы этого вещества — причем сразу на все, до кого дотянутся. Можно сказать, что в этот момент ставится сразу огромное число микро-экспериментов типа «энергетическая частицы пытается выбить электрон из данного конкретного атома». Рано или поздно один из этих экспериментов реализуется, и вот в этот момент происходит резкая локализация раздувшейся сферы до атомного масштаба.

И особенное внимание обратите на комментарии. Там автор долго и терпеливо разъясняет читателям, у которых такие же как у вас (и LV46). наивные представления о процессах в микромире.

[andrei-HXS]

А давайте я дам вам ссылку на рассказ Игоря Иванова про то, как именно надо представлять распространение фотона по сфере: http://igorivanov.blogspot.com/2010/12/localization.html.

Благодарю за ссылку. Но там рассказывается о явлении, сопровождающем столкновение двух частиц около регистратора.
У нас же картина другая - в случае звезды имеет место тепловое излучение фотона веществом фотосферы, а наблюдатели могут располагаться очень далеко как от звезды, так и друг от друга.

Можете пояснить, как и при каких условиях на примере звезды может долететь фотон до наблюдателя?
(чтобы мне не строить догадок на этот счёт...)