2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему
 
 Рождение пар из запутанных частиц
Сообщение27.03.2017, 20:03 


27/03/17
1
Добрый день, подскажите, что говорят современные теории о рождении электрон-позитронных пар (П1 и П2) из двух запутанных между собой фотонов (Ф1 и Ф2)?
1. Зависят ли свойства (квантовые числа) рожденной пары (П1) от свойств породившего их фотона Ф1?
2. Будут ли свойства этой рожденной пары П1 запутаны с фотоном Ф2 или с парой, порожденной им (П2)?
3. Или квантовая запутанность фотона Ф1 с фотоном Ф2 исчезнет при взаимодествии Ф1 с виртуальным фотоном электромагнитного поля, необходимого чтобы из Ф1 родилась-таки пара П1?

Другими словами, если мы измерили некоторое свойство второго из запутанных фотонов, повлияет ли факт измерения на свойства электрона и позитрона, рожденных до измерения другим фотоном?

Изображение

По-дилетантски предположу, что свойства фотона Ф1, которыми он может быть запутан с фотоном Ф2 не являются образующими для свойств частиц пары (не транслируются, не преобразуются в свойства электрона и позитрона). Т.е. после рождения пары П1 останется одинокий фотон Ф2 со свойствами, запутанными с фотоном Ф1, к тому времени исчезнувшим. /Ну если быть занудой, свойства Ф2 в момент времени t2 по-прежнему будут запутаны со свойствами Ф1, который существовал в предыдущий своему исчезновению момент времени t1 - видимо, пресловутая квантовая запутанность во времени, но мой вопрос не о ней/.

Квантовая запутанность - это ведь физическое явление, состоящее в корреляции некоторых свойств, присущих частицам, но не свойство частиц или их системы. Стало быть, не имеет смысла говорить о каком-либо законе сохранения запутанности.

 Профиль  
                  
 
 Re: Рождение пар из запутанных частиц
Сообщение27.03.2017, 20:16 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
Современные теории говорят, что из одного фотона пара родиться не может.

А ещё современные теории говорят, что такие ужасные картинки нельзя помещать ближе одного километра от слов "современные теории".

 Профиль  
                  
 
 Re: Рождение пар из запутанных частиц
Сообщение27.03.2017, 20:46 
Заслуженный участник


27/04/09
28128
Munin в сообщении #1204082 писал(а):
Современные теории говорят, что из одного фотона пара родиться не может.
Но ведь даже если бы могла, ТС был бы всё равно неправ.

Пусть у нас есть квантовая система из трёх частей: одинон, у которого линейно независимых состояний два — 1 и 2, дваон, у которого таких состояний три — 0, 1, 2, и трион, у которого такие же три. Первые два олицетворяют фотоны (первый у нас никуда не исчезал, потому я упрощаю дело) — а точнее, состояния электромагнитного поля, только тут у нас эти две частицы не тождественны, что опять же только упростит рассмотрение. Последняя олицетворяет пару целиком (пока так). Теперь нам надо найти унитарный оператор $A$ («фотон» умер, «пара» родилась), преобразующий подсистему из двух последних частиц (на первой он будет тождественным) так: $$A\lvert m, n\rangle = \lvert n, m\rangle;$$и притом справа не $\lvert 0, m\rangle$ для того, чтобы он был обратимым. (Мы определили его только на состояниях, образующих базис, а дальше по линейности.) В интересующей ситуации у нас не было «пары» и был «фотон» (состояние $\psi_2\otimes \lvert0\rangle$, где $\psi_2 = a_1\lvert1\rangle + a_2\lvert2\rangle$ какое-нибудь), так что в конце не будет «фотона» и будет «пара».

Теперь задача для ТС. Нарисуйте состояние всей системы, где одинон и дваон запутаны, а трион, как и выше, в состоянии $\lvert0\rangle$. Подействуйте на него оператором $A$. Узнайте с математической точностью, ибо для того всё и затевалось, осталась ли запутанность.

Если то, что трион олицетворяет состояние пары целиком, недостаточно интересно, можно заменить его на четырон и пятон и $A$ определить как $$A\lvert m, n, n'\rangle = \lvert n, m, (m + n')\bmod3\rangle.$$

-- Пн мар 27, 2017 22:47:25 --

(Если определил неправильный оператор, пускай физики меня поругают.)

 Профиль  
                  
 
 Re: Рождение пар из запутанных частиц
Сообщение27.03.2017, 22:48 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
arseniiv в сообщении #1204097 писал(а):
Но ведь даже если бы могла, ТС был бы всё равно неправ.

В чём неправ? Он же какой-то вопрос задаёт. Ill-posed.

 Профиль  
                  
 
 Re: Рождение пар из запутанных частиц
Сообщение27.03.2017, 23:41 
Заслуженный участник


27/04/09
28128
Не только задаёт, но и предполагает ответ:
Pirozhenko в сообщении #1204071 писал(а):
По-дилетантски предположу, что свойства фотона Ф1, которыми он может быть запутан с фотоном Ф2 не являются образующими для свойств частиц пары (не транслируются, не преобразуются в свойства электрона и позитрона).
что с учётом текста в начале поста означает «пара не запутана с фотоном» (с точностью до добавления кавычек).

 Профиль  
                  
 
 Posted automatically
Сообщение28.03.2017, 00:07 
Заслуженный участник


09/05/12
25179
 i  Тема перемещена из форума «Физика» в форум «Помогите решить / разобраться (Ф)»
Причина переноса: тематика.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 6 ] 

Модераторы: photon, whiterussian, profrotter, Jnrty, Aer, Парджеттер, Eule_A, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group