Interagieren Photonen miteinander oder nur mit sich selbst?

Auch wenn das Doppelspaltexperiment interessante (seltsame) Ergebnisse liefert, kommt es nur zu dem Schluss, dass jedes Photon mit sich selbst wechselwirkt, nachdem es die beiden Spalte passiert hat. Ich habe über einen anderen experimentellen Aufbau nachgedacht, bei dem Sie zwei gut definierte Lichtquellen (mit bestimmten Wellenlängen und Phasen), aber keine Schlitze haben. Und nun zu meinen Fragen: Hat jemand schon mal so ein Experiment gemacht, und wird es ein Interferenzmuster an der Wand geben?

Wenn die Antwort auf die zweite Frage "nein" ist, kann Licht keine echte Welle sein - es hat nur einige wellenartige Eigenschaften. Aber wenn es "ja" ist, werden die Dinge viel interessanter.

Wenn es ein Interferenzmuster an der Wand gibt, muss es auch dann ein Interferenzmuster geben, wenn beide Lichtquellen zufällig einzelne Photonen aussenden, aber so selten wie beispielsweise einmal pro Minute. Das wiederum würde bedeuten, dass die Photonen voneinander wissen, auch wenn sie zeitlich mehrere Sekunden voneinander getrennt sind, und die Lichtquellen unabhängig (nicht verschränkt) sind.

Ich stimme dafür, es als exaktes Duplikat zu schließen. Der einzige Unterschied besteht darin, dass Alexander die Verben „interagieren“ und „eingreifen“ verwechselt. Das sind sehr unterschiedliche Dinge. Ein einzelnes Photon "interagiert" sicherlich nicht mit sich selbst.

Antworten (3)

Wenn die Energie groß genug ist, erzeugen Photonen interaktiv massive Teilchen. Also ja, Photonen interagieren.

Auch bei niederenergetischen Photonen gibt es virtuelle Schleifen und Photon-Photon-Wechselwirkungen können mit einiger Wahrscheinlichkeit stattfinden:

Ich beantworte den zweiten Teil Ihrer Frage, da der erste vor zwei Tagen behandelt wurde. Werfen Sie einen Blick auf störende Laserstrahlen und informieren Sie sich über Holographie , die ultimative Lösung für störende Strahlen.

selbst wenn beide Lichtquellen zufällig einzelne Photonen emittieren, aber so selten wie etwa einmal pro Minute. Das ist falsch. Damit Störungen auftreten können, müssen die Phasen eingehalten werden. Einzelne Photonen halten eine Minute später nicht die Phase mit einem anderen Photon, sodass kein Interferenzmuster erscheint. Im Gegensatz zum Doppelspaltexperiment, bei dem jedes Photon mit den Schlitzen wechselwirkt, muss bei Ihrem Zweistrahlexperiment jedes Photon aus einem Strahl mit einem Photon aus dem anderen Strahl wechselwirken, damit ein Interferenzmuster entsteht.

Ich weiß nicht, ob diese Antwort wirklich die Frage beantwortet, die das OP stellen wollte. Sehr schwaches Laserlicht (also im Durchschnitt einmal pro Minute ein Photon) ist nicht dasselbe wie das zufällige Aussenden einzelner Photonen. Wenn zwei Laser ausreichend stabile Phasen haben, sollten Sie Interferenzen beobachten, selbst wenn die Strahlen auf ein Photon pro Minute gedämpft werden.
@Peter Shor: Die Phase ist kanonisch mit der Photonenzahl konjugiert, und eine wirklich genaue Beschränkung der Photonenzahl, z. B. das Emittieren eines Photons pro Minute, würde durch das Unschärfeprinzip zu einer Unsicherheit in der Phase führen.
Ein Laserstrahl erscheint aufgrund der induzierten Abregung von den aufgepumpten Niveaus der Atome des Kristalls/Gases. Konstruktionsbedingt wird mehr als ein Photon benötigt, um die Kaskade zu starten. Ohne Kaskade gibt es keine Phasen.
@anna: Aber Sie können einen Laserstrahl dämpfen, indem Sie ihn durch Strahlteiler leiten, um sehr schwaches kohärentes Licht zu erhalten.
dann gilt Jerrys obiger Kommentar. Obwohl ich denken würde, dass man logischerweise mindestens zwei Photonen in einem Strahl benötigen würde, um eine Phaseninformation zu übertragen, oder? Die Phase bezieht sich auf den Strahl. Siehe en.wikipedia.org/wiki/Coherent_state , wo gezeigt wird, dass delta(theta)*delta(n)=1/2 . Ich habe gerade kommentiert, dass man kein Photon pro Minute emittieren kann. Um eine Phase zu definieren, benötigt man mindestens zwei Photonen.
OK du hast recht.
Jede Lichtquelle (oder Oszillator) hat eine bestimmte Länge und Zeit der Kohärenz und Bandbreite (leicht mit der Lichtgeschwindigkeit zu berechnen). Paare solcher Oszillatoren haben eine gewisse relative Kohärenz. Wenn Sie also ein Interferenzexperiment zeitlich erweitern, verlieren Sie die Kohärenz aufgrund der Kohärenzzeit. Solche Gedanken/Rechnungen mit Photonen anstelle von Wellen zu machen, ist in meinen Augen ein bisschen masochistisch: "Warum der einfache Weg, wenn es einen schmerzhaften Weg gibt?"

Es ist wahrscheinlicher, dass die Photonen mit sich selbst interagieren, beziehen wir uns auf das Mach-Zehnder-Interferometer und konzentrieren uns auf den letzten BeamSpliter (vor den Fotodetektoren), Geben Sie hier die Bildbeschreibung eindann nehmen wir an, dass das Photon des oberen Strahls mit dem Photon des unteren Strahls interagiert, also in einem "beiläufigen Weg" gibt es 2 Möglichkeiten:

  1. Destruktive Interferenz: Ein Photon interagiert mit einem anderen Photon, dann werden beide zerstört, ohne eine neue Einheit zu schaffen >>>>> Dies wird jedoch nicht das Gesetz der "Energieerhaltung" erfüllen (Energie kann nicht zerstört oder erzeugt werden, sie kann nur in eine andere Art umgewandelt werden of energy/entity", daher nicht möglich

  2. Konstruktive Interferenz: Wenn Sie 2 "Wellen" betrachten, summiert sich die Amplitude zu einer Welle mit "größerer" Amplitude. Wenn Sie es jedoch als Teilchen betrachten, bei dem Photon auf Photon trifft, dann 2 oder mehr Photonen erzeugen, erscheint dies sehr unlogisch und auch folgt nicht der Energieerhaltung

Daher sind diese beiden Dinge nicht möglich, also ist die einzig mögliche Erklärung, dass das Photon mit sich selbst interagiert

Interagieren Photonen miteinander oder nur mit sich selbst?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v