Hong-Wu-Mandela effekt

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 2 november 2019; kontroller kräver 3 redigeringar .

Hong -Ou-Mandel-effekten är ett experiment som bekräftar ljusets kvanta natur. Experimentet visar att omöjligheten att särskilja två fotoner (som tillhör partiklar från bosongruppen ) som emitteras från olika ljuskällor med Fock-statistik leder till en ökning av kontrasten för funktionen för sammanfallsräkning jämfört med kontrasten som erhålls från klassiska (Poisson) ljuskällor . Experimentet visar att båda fotonerna alltid uppträder tillsammans på en av sensorerna. Resultatet av experimentet är viktigt för skapandet av en kvantdator , kommunikationsnätverk med ett kvantsäkerhetsprotokoll. Experimentet genomfördes 1987 [1] .

Experiment

Stråldelare med olika källor

Efter [2] kan det visas att sannolikheten för samtidig detektering av en foton av varje detektor i fallet med en källa med Fock- och Poisson- statistik bestäms av följande uttryck: $D_{a}$ ${\displaystyle D_{b))$ $P^{q}(x_{a},x_{b})$ $P^{cl}(x_{a},x_{b})$

fock källa - $P^{q}(x_{a},x_{b})={\frac {1}{2}}\eta ^{2}E_{0}^{4}\left\{1- \cos \left[{\frac {2\pi (x_{a}-x_{b})}{L}}\right]\right\}$

Poissonkälla - , respektive $P^{cl}(x_{a},x_{b})={\frac {1}{4}}\eta ^{2}\left\{\left\langle {E_{0}^ {4}}\right\rangle -2\left\langle E_{0}^{2}\right\rangle \cos \left[{\frac {2\pi (x_{a}-x_{b})} {L}}\right]\right\}$

här är mottagareffektiviteten och är intensiteten hos de infallande strålarna. $\eta$ $E_{{0}}^{{2}}$

Om armarna är lika , är sannolikheten för samtidig detektering av två fotoner som emitteras av två oberoende Fock-källor (kvantljus) lika med noll - det vill säga fotoner kan bara anlända i par till en av detektorerna och . När det gäller Poisson-källor (klassiskt ljus) är denna sannolikhet inte noll. $x_{a}=x_{b}$ $P^{q}(x_{a},x_{b})$ $D_{a}$ ${\displaystyle D_{b))$ $P^{cl}(x_{a},x_{b})$

Förklaring av experimentella resultat

Först och främst måste vi överväga fyra möjliga fotonbanor:

Enligt Feynman-diagrammen tar alternativ 2, 3 bort varandra - vilket visar destruktiv interferens - vilket leder till att effekten uppträder.

Litteratur

↑ Hong, C.K.; Ou, ZY; Mandel, L. Mätning av subpikosekunders tidsintervall mellan två fotoner genom interferens // Phys . Varv. Lett. : journal. - 1987. - Vol. 59 , nr. 18 . - P. 2044-2046 . - doi : 10.1103/PhysRevLett.59.2044 . — . — PMID 10035403 .
↑ M. O. Scully, M. S. Zubayri, Quantum Optics, Moscow, Fizmatlit, 2003 s.110