Muchos documentales sobre el experimento de doble rendija de estado que sólo enviar un único fotón a través de la rendija. Cómo es que se logra y puede ser asegurado de que es un fotón?
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Sjoerd
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los puntos cuánticos. nanoescala materiales semiconductores que puede confinar a los fotones en 3 dimensiones y la liberación de ellos medibles tiempo después. basado en el material que se utiliza el tiempo de caída es conocido empíricamente. la frecuencia es también conocido. el último es suficiente para calcular la energía de un fotón. la primera es entonces suficiente para calcular la tasa de fotones de volver a la emisión de los QD. si los picos en el detector están más separadas que el tiempo de decaimiento y cada pico es medible en un fotón de energía, entonces usted sabe que tiene un haz de fotones individuales.
En el experimento de doble rendija, si se disminuye la amplitud de la salida de luz poco a poco, verás una transición de la brillante continua y franja oscura en la pantalla a una sola puntos a la vez. Si usted puede medir los puntos de forma muy precisa, ver siempre hay uno y sólo uno de los puntos allí. Es la prueba de la existencia de la unidad más pequeña de cada una de las mediciones que se llama fotón único: Usted puede obtener un único punto brillante, o no.
Así que, probablemente usted puede preguntar por qué no es un fotón único compuesto de dos "sub-fotón", cada uno de ellos pasa a través de la rendija por separado y, a continuación, la interferencia con el "sí" en la pantalla, de manera que solo un punto. Sin embargo, lo mismo ocurre para las tres franjas, de cuatro ranuras, etc... pero el resultado final es todavía un solo punto. Esto significa que el fotón debe ser capaz de dividirse en un número infinito de "sub-fotones". Si llegas a este punto, a continuación, enhorabuena, que, básicamente, descubrir la ruta integral formalismo de la mecánica cuántica.
aceinthehole
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La respuesta práctica (que también escribí en un comentario sobre el enlace en cuestión) es que la intensidad de la fuente de luz hacia abajo hasta que la expectativa de valor para el número de fotones en el camino óptico es lo suficientemente bajo como para adaptarse a usted.
Si $\bar{n} = 0.1$, a continuación, muy pocos de los eventos que se registran en la pantalla vendrá de eventos, en donde más de un fotón se presente en el camino óptico y los datos van a ser dominado por fotón único evento.
No es lo suficientemente bueno para usted? Gire hacia abajo hasta $\bar{n} = 0.01$. O $0.001$ o lo que se adapte a usted.
En algún punto, el ejercicio se convierte en tonto.
WetSavannaAnimal aka Rod Vance
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Me gustaría añadir a gregsan la respuesta sobre el uso de puntos cuánticos también recaudación de diamante de nanocables de un fotón fuentes o dispositivos similares realizados en el CVD-crecido diamante de guías de onda en contemporáneos o futuros experimentos de este curso de este método no se utiliza en el histórico de un fotón de experimentos!. Ver:
Este puede ser libremente descargado, y debo declarar mi contacto cercano con varios de los autores que, a pesar de que yo no era parte de este trabajo.
Este es paywalled, pero es independiente de mí.
Estos dispositivos pueden encontrar usos experimentales en los más sofisticados uno de los fotones de experimentos, tanto ahora como en el futuro, porque uno puede desencadenar ellos para emitir solitario fotones casi en la demanda, mientras que atenúa las fuentes de luz simplemente emiten fotones de forma aleatoria siguiendo un proceso de Poisson y no se puede activar. He escuchado varias veces la opinión de varios muy brillante (mucho más brillante de lo que yo soy) experimentadores que "nadie iba a molestar", pero no puedo evitar tener la sensación de que la activación puede ser útil en el todavía-a-ser pensado de experimentos - me gustaría decir que soy un pésimo experimentales, pero una vez en un tiempo que podría conducir a un osciloscopio analógico bastante bien y disparo es sin duda lo que hace que un pedazo de kit de diez veces más útil!
He aquí cómo el diamante de la guía de onda de un fotón de origen de las obras. Uno establece un diamante guía de onda por la deposición de vapor químico y formas del entorno que la rodea por reactivo ion etching. A continuación, una muy controlado cantidad de nitrógeno que se incluye en el diamante de la celosía. Un átomo de nitrógeno normalmente sólo hace tres enlaces covalentes con sus vecinos, mientras que el carbono normalmente hace cuatro, así que uno se queda con átomos de carbono con un enlace covalente formando electrón "colgando" en la red donde hay una incluye nitrógeno. Esta "pendiente de electrones" es entonces un fluoróforo. Uno de los controles de la concentración de nitrógeno cuidadosamente y se corta en cuadritos de las guías de ondas, de modo que no es exactamente un fluoróforo centro en cada guía de onda dispositivo: usted puede hacer esto mediante la creación de muchos dispositivos a la vez, las pruebas de cada uno y tirar alguna con ninguna o más de uno de los fluoróforos. La guía de onda dispositivo puede acoplarse fácilmente a un solo modo de fibra óptica que conecta el dispositivo con el mundo exterior. La extremadamente alta diamante de aire índice de refracción diferencia (diamante $n=2.4$) y la capacidad para construir guías de onda por debajo de la longitud de onda dimensiones significa que podemos hacer "nanocables", que son una de las moded pero también su fuerte nanofotónicos propiedades significa que hay cerca de la unidad probabilidad de que el fotón se producían fluorescencia de la que cuelgan de electrones en el único modo de guía de onda. Así que ahora tenemos algo que es muy fácilmente conectado a otros experimental kit y no necesita de alineación.
Cuando llega el momento de usar el dispositivo, una señal de disparo provoca una óptica laser de la bomba en el dispositivo a pulso el dispositivo con un haz de luz intenso, por lo que el único fluoróforo en el dispositivo es casi seguro que crió a su estado metaestable. Al mismo tiempo, un rendimiento muy alto interruptor óptico puertas del dispositivo óptico de la salida, así que la luz no se escapa hacia el mundo exterior. Después de que el pulso de bombeo tiene un reflujo, la salida óptica de la puerta se abre y el fluoróforo relaja un corto tiempo después - de la vida de la fluorescencia es de unos pocos nanosegundos. Aunque esta fluorescencia se rige por un tiempo exponencial-hasta-emisión de distribución de probabilidad, de modo que, estrictamente hablando, es estocástico como el tradicional atenuado fuentes de luz, el proceso de puerta significa que uno puede controlar el momento de la emisión de fotón hasta dentro de unos pocos nanosegundos.
Por otra parte, la cerca de la unidad de fotones de acoplamiento de la probabilidad en el único modo de guía de onda del sistema significa que hay una muy baja probabilidad de acoplamiento para fuera de fotones incoherente con la guía de onda del modo de par en. Este sistema es por lo tanto extremadamente inmune a la luz intensa a pesar de que un fotón experimentos que se están realizando: la exposición de la guía de onda del sistema para ambiente normal de los niveles de luz significa que casi no hay fotones obtener y que antes de que uno se ennegrece el sistema o la pone en una caja. Hay cero contaminación en este dispositivo en las manos de los más jamón puño experimentales.
El original y la principal motivación de estos dispositivos no es un fotón doble rendija de experimentos, sino más bien como fuentes para la criptografía cuántica protocolos, como el de Bennett y Brassard (BB84) distribución cuántica de claves de protocolo.
