Wie isoliert man ein einzelnes Photon?

Wie isolieren Wissenschaftler/Forscher ein einzelnes Photon (für Einzelphotonenquellen )?

Woher wissen sie, dass sie es isoliert haben? Ist es wirklich völlig "isoliert"? Worin ist das Photon isoliert?

Entschuldigung, wenn dies eine grundlegende oder allgemeine Frage ist, nur wirklich interessiert zu wissen, was das bedeutet, wenn man bedenkt, dass ein "Vakuum" nicht wirklich leerer Raum ist .

Man kann niemals einzelne Photonen "isolieren". Man kann Experimente entwerfen, bei denen meist einzelne Photonen detektiert werden. Das bedeutet nicht, dass in diesem Experiment keine anderen Photonen gleichzeitig vorhanden sind oder dass alle Photonen erfasst werden oder dass es niemals einen Fall gibt, in dem zwei oder mehr Photonen gleichzeitig erfasst werden. Tatsächlich muss man bei den meisten Experimenten einige sehr sorgfältige statistische Analysen durchführen, um alle möglichen Fälle zu berücksichtigen (Verlust von Photonen und gleichzeitiger Nachweis von zwei oder mehr). Haben Sie ein bestimmtes Experiment zur weiteren Diskussion im Sinn?

Antworten (2)

Dies ist ein lehrreiches Video zum Doppelspaltexperiment mit Photonen, bei dem mit einzelnen Photonen experimentiert wird. Bei etwa 2,5 Minuten wird erklärt, wie das Experiment mit einzelnen Photonen durchgeführt wird. Kurz gesagt, indem die Intensität einer Lichtquelle auf den von der Quelle emittierten Nullpunkt verringert und dann langsam erhöht wird.

Die Detektion hängt vom Detektor einzelner Photonen ab, in diesem Fall einem Photomultiplier. Fotomultiplikatoren funktionieren, indem sie die Eingabe eines einzelnen Treffers zu einer Lawine multiplizieren, die elektronisch nachweisbar ist. Da dieser Detektor nicht von kosmischer Strahlung isoliert wurde, existiert ein Rauschhintergrund.

Wenn man "Einzelphotonendetektoren" googelt, werden eine Reihe kommerzieller Detektoren mit unterschiedlichen Techniken angezeigt. Man kann einen Detektor wählen, der die Genauigkeiten erfüllt, die für seine/ihre experimentellen Anforderungen erforderlich sind.

Ich verstehe nicht, wie Sie einen solchen Schlitz einrichten würden, um ein Photon hindurchzulassen. Wie würdest du das machen? physical.stackexchange.com/questions/38440/…
Es gibt gute Antworten auf den von Ihnen angegebenen Link, warum es bei ihm nicht funktioniert hat. Um die Kollimation des Strahls sicherzustellen, wird er normalerweise zuerst durch einen einzelnen Schlitz geleitet, der die Phasen sortiert, da er eine Optik vom Typ einer Punktquelle erzeugt. (Dann frage ich mich, ob das Glas zum Beispiel als Detektor an den Schlitzen mit Reflexionen fungiert hat). Hier sind einfache Anweisungen instructables.com/id/How-To-Make-a-Simple-Double-Slit/step2/… . Das einzelne Photon wird wie gesagt erreicht, indem die Intensität auf das Nullsignal abgesenkt und dann langsam langsam angehoben wird.
Danke für diesen Link. Dennoch ist ein aus Papier ausgeschnittener Schlitz weit entfernt von einer Quantengeraden, die ein einzelnes Photon spalten könnte. Zum Beispiel ist Papier, wie es durch ein Rasterelektronenmikroskop betrachtet wird, alles andere als gerade. paperproject.org/semgallery.html Da kann noch viel mehr passieren, was übersehe ich?
@LancePollard Ein einzelnes Photon wird NICHT GETEILT. Es besteht die Wahrscheinlichkeit, dass es entweder durch den einen oder anderen Schlitz geht. Diese Wahrscheinlichkeit ergibt sich aus der quantenmechanischen Lösung des Randwertproblems "zwei Spalte im Abstand x von y Breite, ein Photon der Frequenz nu mit senkrechtem Impuls", das die Natur mit großer Leichtigkeit bewältigt. Die Lösung davon ergibt eine Zustandsfunktion, deren Quadrat die Wahrscheinlichkeit angibt, mit der das einzelne Photon durch den einen oder anderen Schlitz geht, und wie stark es auf dem Bildschirm divergiert. Die Welle ist eine WAHRSCHEINLICHKEITSWELLE IN XY DES BILDSCHIRMS. Keine Energiewelle

Das Doppelspaltexperiment beweist angeblich, dass auch ein einzelnes Photon sowohl wellen- als auch teilchenartig wirkt. Ein Photon ist ein Quant aus Photonenteilchen. Sicher wirken sie wie eine Welle und auch Partikel, aus denen sie besteht. Das Experiment ist nur wahr, wenn die Schlitze klein genug sind, um ein einzelnes Photonenteilchen zuzulassen, oder wenn ein einzelnes Photonenteilchen zum Experimentieren verwendet wird. Mit einem Wassermolekül kann man keine Wasserwelle erzeugen.

Diese Antwort ist falsch. Das Doppelspaltexperiment ergibt das gleiche Interferenzmuster, unabhängig davon, ob die Lichtintensität groß (dh die Kontinuumsgrenze) oder klein (die Teilchengrenze) ist. Ein Interferenzmuster erscheint immer noch, wenn die Breiten und Abstände der Schlitze um ein Vielfaches größer sind als die Photonenwellenlänge; Sie können beispielsweise ein Doppelspaltexperiment mit sichtbarem Licht durchführen, indem Sie mit einer Rasierklinge Farbe von einem Objektträger entfernen.
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