Что такое фотон и как он летит?

[zam2]

Тогда отчего зависит вероятность того, что сфер. волна провзаимодействует с каким-либо конкретным объектом (хотя бы в общем виде)?

Она зависит от квадрата модуля волновой функции частицы в данном месте в данное время. Ну и, естественно, от свойств объекта-мишени. Если он не умеет взаимодействовать с фотоном, то ничего и не будет.

Заметил, что в данной вам ссылке автор опускает описание самого процесса взаимодействия сферической волны с веществом/наблюдателем, ссылаясь на его сложность (т.е. изначально принимается как данность превращение сфер. волны в регистрируемую детектором/наблюдателем частицу).
Однако, не зная точно самого механизма взаимодействия нельзя сказать наверняка, действительно ли имеет место схлопывание сферической волны у объекта...

Всё верно, иначе сегодня и быть не может. Это как раз входит в список https://ru.wikipedia.org/wiki/Нерешённые_проблемы_современной_физики. Цитирую оттуда:

Квантовая механика и принцип соответствия (иногда называемый квантовым хаосом)
Есть ли предпочтительные интерпретации квантовой механики? Как квантовое описание реальности, которое включает в себя такие элементы, как квантовая суперпозиция состояний и коллапс волновой функции или квантовая декогеренция, приводят к реальности, которую мы видим? Сформулировать то же самое можно с помощью проблемы измерения: что представляет собой «измерение», которое заставляет волновую функцию сваливаться в определённое состояние?

[sergey_g]

И не "фотон схлопнулся в частицу". Фотон всегда и всюду частица (квантовая частица, квантовый объект). Схлопывается (коллапсирует) волновая функция фотона, то есть некоторая математическая структура, которая описывает состояние фотона. Грубо говоря, колокол гауссовой кривой мгновенно превращается в дельта-функцию Дирака.

Коллапсирование волновой функции, причем мгновенно, математическая абстракция для удобства или очередной теплород(??).
Фотон может иметь одно из двух состояний поляризации и описывается тремя пространственными параметрами — составляющими волнового вектора, который определяет его длину волны λ и направление распространения. Фотонная сфера коллапсирующая мгновенно на преграде/приемнике - бред..
В природе ничего мгновенного нет.
Любопытно почитать как осуществляется отражение/фокусировка с т.з. фотонной сферы коллапсирующей мгновенно.

[дерево]

А что такое измерение или регистрация?

Измерение, в самом общем смысле, это взаимодействие системы с измерительным прибором. А измерительный прибор - это классический макрообъект (то есть штука, состоящая минимум из двух-трёх сотен атомов).

Чем отличается соударения атома, излучившего фотон, с соседними атомАМИ от измерения импульса излучённого фотона прибором под наблюдением разумного существа?

Тем отличается, что прибор - это много атомов. А вот разумное существо тут совершенно ни при чём.

Импульс излучающего атома определён, так как он часть такого же макрообъекта, как и прибор. Атом ударяется со многими атомами, каждый раз точнее определяя свой импульс.

А измерительный прибор - это классический макрообъект (то есть штука, состоящая минимум из двух-трёх сотен атомов).

А почему не 10 или 10000? Количество определяет лишь неопределённость, уводя её далеко к нулю от погрешности прибора.


И более того, когда указывается об одновременном схлопывании волновой функции пары запутанных частиц при взаимодействии одной из них с прибором, то умалчивается, в какой системе координат эта одновременность? Ведь всегда можно выбрать ИСО в которой первой измерили одну частицу или другую. В зависимости от выбора ИСО будет разное пространственное положение ещё (в выбранной ИСО) не измеренной частицы. А ведь все ИСО равноправны...

[zam2]

И более того, когда указывается об одновременном схлопывании волновой функции пары запутанных частиц при взаимодействии одной из них с прибором, то умалчивается, в какой системе координат эта одновременность? Ведь всегда можно выбрать ИСО в которой первой измерили одну частицу или другую. В зависимости от выбора ИСО будет разное пространственное положение ещё (в выбранной ИСО) не измеренной частицы. А ведь все ИСО равноправны...

Не-а, не умалчивается. Просто не упоминаются очевидные банальности.
Одновременное схлопывание волновой функции пары запутанных частиц означает, что есть некий гипотетический сигнал с бесконечной скоростью от одной к другой (нелокальное взаимодействие). Если скорость бесконечна в некоторой ИСО, то она останется бесконечной при переходе в любую другую ИСО (проверьте по преобразованиям Лоренца). Поэтому одновременность схлопывания волновой функции инвариантна к выбору системы отсчёта.

[дерево]

Если скорость бесконечна в некоторой ИСО, то она останется бесконечной при переходе в любую другую ИСО (проверьте по преобразованиям Лоренца)

Нет, превышение скорости света в одной ИСО соответствует перемещению в прошлое в других ИСО, двигающихся вперёд по направлению этого сверхсветового движения.

Соответственно допуская сверхсветовое движение в одной ИСО и сохраняя постулат о равноправности всех ИСО получается возможность нарушения причинно следственных связей, а значит сверхсветовое движение и равноправности всех ИСО уже несовместимы. Но это уже не имеет отношения к вопросу, так как предполагается, что предполагаемая "квантовая телепортация" не может передавать информацию

[Geen]

Если скорость бесконечна в некоторой ИСО, то она останется бесконечной при переходе в любую другую ИСО

Нет, иначе не было бы относительности одновременности.

[zam2]

Нет, превышение скорости света в одной ИСО соответствует перемещению в прошлое в других ИСО, двигающихся вперёд по направлению этого сверхсветового движения.
Соответственно допуская сверхсветовое движение в одной ИСО и сохраняя постулат о равноправности всех ИСО получается возможность нарушения причинно следственных связей.

Формулами, пожалуйста. Не словами.

[andrei-HXS]

Цитата: andrei-HXS от Сегодня в 12:41:15
    Тогда отчего зависит вероятность того, что сфер. волна провзаимодействует с каким-либо конкретным объектом (хотя бы в общем виде)?

Она зависит от квадрата модуля волновой функции частицы в данном месте в данное время. Ну и, естественно, от свойств объекта-мишени. Если он не умеет взаимодействовать с фотоном, то ничего и не будет.

Но в том то и дело, что вещество звезды сильно поглощает свет.
Если предположить распространение сферической волны от излучающего атома во все стороны (наиболее общий случай), когда одна её часть летит к наблюдателю, а другая - в другую сторону, к веществу самой звезды, то выходит, что долетевшая до наблюдателя волна (точнее, её часть, летевшая в обратную сторону) прошла всю звезду насквозь...
Что тогда мешает "схлопнуться" этой волне в ещё в фотосфере и весьма плотных недрах звезды?

[zam2]

Если скорость бесконечна в некоторой ИСО, то она останется бесконечной при переходе в любую другую ИСО (проверьте по преобразованиям Лоренца).

Это моя ошибка. Проверил по преобразованиям Лоренца. Скорость остаётся сверхсветовой, но уже не бесконечной.
Но это не отменяет того, что при взаимодействии с макрообъектом одной частицы из запутанной пары, частицы "распутываются", волновая функция пары коллапсирует. И не важно с какой из частиц такое событие случилось. Гипотетический сигнал вполне может идти из будущего в прошлое (на то он и гипотетический).

[zam2]

Что тогда мешает "схлопнуться" этой волне в ещё в фотосфере и весьма плотных недрах звезды?

Ничего не мешает. Вероятность такого события 0.5 (помните притчу про блондинку и динозавра?). А ещё 0.5 вероятности остаётся на всю оставшуюся полувселенную (не загороженную звездой).

[andrei-HXS]

Что тогда мешает "схлопнуться" этой волне в ещё в фотосфере и весьма плотных недрах звезды?

Ничего не мешает. Вероятность такого события 0.5 (помните притчу про блондинку и динозавра?). А ещё 0.5 вероятности остаётся на всю оставшуюся полувселенную (не загороженную звездой).

Но вы сами ранее сообщили, что вероятность поглощения зависит от свойств вещества, т.е. у разных излучающих объектов она должна различаться и не обязательно должна равняться 0,5 (например, у более массивных звёзд недра больше по объёму и плотнее).

Что касается оставшейся части волны, летящей к наблюдателю, вряд ли вероятность также равна 0,5. Прежде, чем попасть к удалённому наблюдателю, расширяющийся фронт сферической волны будет натыкаться на объекты (и проходить сквозь них), которые ближе к рассматриваемой звезде. А таких объектов, как правило, немало. Среди этих объектов также может попасться БК, НЗ или ЧД, у которых волна обязательно "схлопнется" (учитывая огромную плотность материи у этих объектов).

[zam2]

Но вы сами ранее сообщили, что вероятность поглощения зависит от свойств вещества, т.е. у разных излучающих объектов она должна различаться и не обязательно должна равняться 0,5 (например, у более массивных звёзд недра больше по объёму и плотнее).

Вроде бы я про вероятность поглощения ничего не говорил. Говорил про взаимодействие (а это может быть и поглощение, и рассеяние).
Давайте возьмём абсолютно чёрное тело (все фотоны поглощает ничего не отражает и не рассеивает). И что? Разве вероятность фотона провзаимодействовать с этим телом равна единице? Нет. Она зависит от квадрата модуля волновой функции, проинтегрированному по объёму этого тела. И эта вероятность всегда меньше единицы (потому как единице равен интеграл по всему объёму Вселенной).

Что касается оставшейся части волны, летящей к наблюдателю, вряд ли вероятность также равна 0,5. Прежде, чем попасть к удалённому наблюдателю, расширяющийся фронт сферической волны будет натыкаться на объекты (и проходить сквозь них), которые ближе к рассматриваемой звезде.

Речь идёт о всех наблюдателях, которые не загорожены поверхностью звезды. Суммарная вероятность получить фотон для них для всех вместе приблизительно 0.5. А для каждого наблюдателя вероятность приёма фотона пропорциональна величине телесного угла, под которым наблюдатель виден с позиции звезды-излучателя.

Среди этих объектов также может попасться БК, НЗ или ЧД, у которых волна обязательно "схлопнется" (учитывая огромную плотность материи у этих объектов).

Плотность материи тут совершенно ни при чём. Гораздо вероятнее, что фотон застрянет в газо-пылевом облаке с микроскопической плотностью, но размером в сотню световых лет.

[andrei-HXS]

Плотность материи тут совершенно ни при чём.

Давайте возьмём абсолютно чёрное тело (все фотоны поглощает ничего не отражает и не рассеивает). И что? Разве вероятность фотона провзаимодействовать с этим телом равна единице? Нет.

Можно привести немного другой пример: а именно, излучение в недрах звезды. Известно, что в ходе термоядерного синтеза происходит выброс энергии в виде жёсткого гамма-излучения.
Если вероятность взаимодействия фотона с веществом в недрах звезды не равна единице, то хотя бы часть жёсткого гамма-излучения напрямую проходила-бы всю звезду от центра и излучалась наружу. В этом случае можно было бы наблюдать непрерывный фон жёсткого гамма-излучения даже от самых мелких звёзд, чего на деле не наблюдается.

[Geen]

хотя бы часть жёсткого гамма-излучения напрямую проходила-бы всю звезду от центра и излучалась наружу.

И сколько штук в секунду Вы насчитали?

[zam2]

Если вероятность взаимодействия фотона с веществом в недрах звезды не равна единице, то хотя бы часть жёсткого гамма-излучения напрямую проходила-бы всю звезду от центра и излучалась наружу.

Эта вероятность равна 0.9999999999999999999.
Давайте немного порисуем.

Есть атом, который излучил фотон. И есть три чёрных тела радиуса \( R \).
Какая вероятность того, что фотон поглотится первым, вторым и третьим телом?
Эти вероятности вот какие.
\( p_1=\frac{R^2}{4 L_1^2} \)
\( p_2=\frac{R^2}{4 L_2^2} \)
\( p_1 \; > \; p_2 \), потому что \( L_1 \; < \; L_2 \).
А вот \( p_3=0 \), потому что третье тело находится в тени второго (на самом деле не совсем ноль, из-за дифракции, но пока про это не будем).

[Serg53]

Но давайте ближе к теме. У вас какие есть вопросы по движению фотона?

Предположим, имеется физический вакуум и один-единственный реальный фотон с энергией Е. Можно оценить, какой путь проделает фотон до первого столкновения с виртуальной "частицей" вакуума?

[Geen]

Можно оценить, какой путь проделает фотон до первого столкновения с виртуальной "частицей" вакуума?

Можно - бесконечный.

[zam2]

Предположим, имеется физический вакуум...

Зачем же предполагать? Он имеется, всегда и везде. Экспериментально подтверждено.

...и один-единственный реальный фотон с энергией Е.

Пусть так.

Можно оценить, какой путь проделает фотон до первого столкновения с виртуальной "частицей" вакуума?

Какие ещё столкновения?! Фотон - это что вам, бильярдный шар, чтобы сталкиваться? Это квантовый объект (квантовая частица), как и виртуальные частицы вакуума. Такие не сталкиваются, а взаимодействуют по законам квантовой механики. Фотон взаимодействует с вакуумом непрерывно, на всём протяжении своего пути, от пункта излучения до пункта поглощения.

[аФон+]

Нет, иначе не было бы относительности одновременности.

Относительность одновременности и есть следствие конечности скорости для материи.
Для бесконечной скорости ОДНОВРЕМЕННОСТЬ АБСОЛЮТНАЯ (правда и часы надо синхронизировать этим сигналом, часы со световой, т.е. эйнштейновской синхронизацией будут казаться не синхронными).

[Geen]

Относительность одновременности и есть следствие конечности скорости для материи.

Нет. СТО тахионы не запрещает.

Для бесконечной скорости ОДНОВРЕМЕННОСТЬ АБСОЛЮТНАЯ

Нет, не связанные вещи.