Фотоны в современной трактовке

[warlock66613]

Munin в сообщении #750745 писал(а):

Ну, с волновой функцией у фотона вообще проблемы, а вот что вы имеете в виду, я не очень понял.

Я как раз имел в виду, что с волновой функцией фотона проблемы. А вы значит не это имели в виду. Ладно, надо разобраться.

[Munin]

Veter в сообщении #750886 писал(а):

http://www.slovarnik.ru/html_tsot/l/lokal5nost5.html

В физике принято использовать термины в физическом значении, а не в обществоведческом. Для этого следует ссылаться не ниже чем на "Физическую Энциклопедию".

-- 01.08.2013 16:13:35 --

warlock66613 в сообщении #750899 писал(а):

Я как раз имел в виду, что с волновой функцией фотона проблемы. А вы значит не это имели в виду. Ладно, надо разобраться.

Величину векторного потенциала $A_\mu$ одночастичного состояния поля можно условно принять за волновую функцию фотона, если не настаивать на требовании сохранения нормировки. И это "лучшее, что у нас есть". И с этой функцией можно наглядно увидеть многое из того, что обсуждалось выше. Впрочем, заметим, точно так же ведут себя и другие квантовые частицы, например, электрон, для которого с волновой функцией меньше проблем.

[Lvov]

Уважаемый г.Munin, уважаемые модераторы и участники диспута по теме, давайте поймем, что нынешнюю интерпретацию квантовых явлений надо пересматривать. Если мы этого не сделаем, то вскоре это сделают наши зарубежные коллеги. Но было бы лучше, если бы приоритет был за нами. Я считаю, что сомнения г.dvb относительно нематериальности фотонов обоснованы. Я уже высказал свое видение рассматриваемой ситуации в сообщении #749295 и здесь продолжу разговор в том же плане.
Но сначала хочу поблагодарить г.Munin'а за подробное разъяснение современных базовых положений квантовой теории в его сообщении #750292, из которого я понял, что корпускулярное представление фотонов и других микрочастиц остается в силе, а плотность их вероятности нахождения в некоторой точке координатного или импульсного пространства определяется квадратом модуля соответствующей волновой функции.

Munin в сообщении #750509 писал(а):

dvb в сообщении #750364
писал(а):
До тех пор, пока ВФ считалось амплитудой вероятности

Она и сейчас считается амплитудой вероятности.

dvb в сообщении #750364 писал(а):
то есть чем-то не очень материальным

А вот это бросьте.
Волновая функция - это самое фундаментальное описание объекта, которое у нас есть. Если её не считать материальным, то что же?

Г.Munin, г.dvb прав. Материальной считается не амплитуда волновой функции, а квадратичные формы, получаемые на ее основе, например квадрат модуля волновой функции. Мое же мнение таково: в случае элементарных микрочастиц волновая функция с той или иной точностью отражает регулярные вакуумные колебания, отвечающие рассматриваемой частице, и в этом смысле является материальной.
В случае же системы частиц ее волновая функция является формальной величиной, в то время как ее квадратичные формы имеют реальный, физический смысл.
А вот частица-корпускула является формальностью, и физического смысла не имеет. Фактически же мы имеем дело с актами срабатывания детекторов "частиц", но не с мнимыми квазиточечными частицами-корпускулами. Например, малость "фотонов", детектируемых отдельными атомами или даже атомными ядрами, есть следствие влияния случайных вакуумных электромагнитных полей, равно как и малое сечение упругого рассеяния электронов в эксперименте с их ультрарелятивистскими встречными пучками.

Munin в сообщении #750596 писал(а):

С моментами испускания и поглощения всё хуже, там соотношение неопределённостей Вернера нашего Гейзенберга. Ну, вы знаете, что это такое.

По моему мнению соотношение неопределенностей Гейзенберга отражает погрешность измерений, связанную с представлением реальных волновых пакетов частиц в виде точечных частиц-корпускул.

Munin в сообщении #751022 писал(а):

Величину векторного потенциала $A_\mu$ одночастичного состояния поля можно условно принять за волновую функцию фотона, если не настаивать на требовании сохранения нормировки. И это "лучшее, что у нас есть". И с этой функцией можно наглядно увидеть многое из того, что обсуждалось выше. Впрочем, заметим, точно так же ведут себя и другие квантовые частицы, например, электрон, для которого с волновой функцией меньше проблем.

Г.Munin, Вы совершенно верно указываете, что в качестве волновой функции фотона может использоваться вектор-потенциал электромагнитного поля. Замечу также, что для определения пространственной плотности фотона, а точнее вероятности срабатывания детектора "фотонов-корпускул", и возможности нормировки волнового пакета, может быть использовано выражение $P=i\ \partial A_{k,0}\cdot A^*_k$, где $A_k$ - положительночастотные составляющие вектора-потенциала волнового ЭМП и $A^*_k$ - соответствующие комплексно-сопряженные компоненты вектора-потенциала.

Прошу прощения за мои нескромные замечания, но я не могу не высказать свои соображения, выстраданные в течении нескольких десятилетий изучения и анализа основ квантовой теории, и отраженные в публикации, указанной в сообщении #749544. Естественно, в случае согласия модераторов и заслуженных участников форума, я готов и желал бы принять участие в более детальном обсуждении поднятых вопросов.

С уважением О.Львов

[Munin]

Lvov в сообщении #751122 писал(а):

Уважаемый г.Munin, уважаемые модераторы и участники диспута по теме, давайте поймем, что нынешнюю интерпретацию квантовых явлений надо пересматривать.

Где аргументы?

Lvov в сообщении #751122 писал(а):

Если мы этого не сделаем, то вскоре это сделают наши зарубежные коллеги. Но было бы лучше, если бы приоритет был за нами.

Это не аргумент.

Lvov в сообщении #751122 писал(а):

считаю, что сомнения г.dvb относительно нематериальности фотонов обоснованы.

Это ваше личное мнение, а не аргумент.

Lvov в сообщении #751122 писал(а):

Г.Munin, г.dvb прав. Материальной считается не амплитуда волновой функции, а квадратичные формы, получаемые на ее основе

Не-а. Вообще ни одно число материальным не считается. Стоило бы это усвоить из средней школы.

Lvov в сообщении #751122 писал(а):

Мое же мнение таково: в случае элементарных микрочастиц волновая функция с той или иной точностью отражает регулярные вакуумные колебания, отвечающие рассматриваемой частице, и в этом смысле является материальной.

Это ваше мнение высосано из пальца, неграмотно, и не отвечает расчётам. Угадайте, что мы сделаем с этим мнением?

Пора бы усвоить, что "вакуумные колебания" - это не пустой звук, который можно произносить не к месту с таинственным видом, а вполне конкретная вещь в расчётах. И придумывать про неё что захочется нельзя. В частности, с волновой функцией она не совпадает и не имеет ничего общего.

Lvov в сообщении #751122 писал(а):

Например, малость "фотонов", детектируемых отдельными атомами или даже атомными ядрами, есть следствие влияния случайных вакуумных электромагнитных полей, равно как и малое сечение упругого рассеяния электронов в эксперименте с их ультрарелятивистскими встречными пучками.

Если бы за этими словами стояли расчёты - поглощения фотонов атомами, упругого рассеяния электронов - к ним бы можно было прислушаться. А так это пустое сотрясение воздуха.

Lvov в сообщении #751122 писал(а):

По моему мнению соотношение неопределенностей Гейзенберга отражает погрешность измерений

что означает просто, что вы не в курсе, что это такое.

Например, соотношение неопределённостей Гейзенберга задаёт радиус атома водорода. Безо всяких измерений. Просто он $a_0,$ и всё тут.

Lvov в сообщении #751122 писал(а):

Прошу прощения за мои нескромные замечания, но я не могу не высказать свои соображения, выстраданные в течении нескольких десятилетий изучения и анализа основ квантовой теории

Обычно такими словами называют потраченные зря десятилетия, за которые человек даже учебника понять не справился. Хотя для студента это работа на пару семестров.

Lvov в сообщении #751122 писал(а):

Естественно, в случае согласия модераторов и заслуженных участников форума, я готов и желал бы принять участие в более детальном обсуждении поднятых вопросов.

Это будет захватом темы. Я против.

[Lvov]

Munin в сообщении #751182 писал(а):

Lvov в сообщении #751122 писал(а):
Уважаемый г.Munin, уважаемые модераторы и участники диспута по теме, давайте поймем, что нынешнюю интерпретацию квантовых явлений надо пересматривать.
Где аргументы?

Должные аргументы я приводил в теме "Волновая природа микромира" в сообщении #666931. Но учитывая Ваше замечание, цитируемое ниже, не буду здесь повторяться.

Munin в сообщении #751182 писал(а):

Lvov в сообщении #751122 писал(а):
Естественно, в случае согласия модераторов и заслуженных участников форума, я готов и желал бы принять участие в более детальном обсуждении поднятых вопросов.

Это будет захватом темы. Я против.

Г.Munin, должен признать Вашу правоту. Действительно в случае обсуждения поднятых мною проблем пришлось бы выйти за границы обсуждения проблемы современной трактовки фотонов, и фактически имел бы место "захват темы". Поэтому снимаю свое предложение об обсуждении вопроса о новой интерпретации квантовых явлений.

Названная тема "Волновая природа микромира" фигурировала на форуме с полугодовым перерывом до 02.02.2013 г, но по существу так и не обсуждалась, и была отправлена в Пургаторий модератором Jnrty в результате придирки к содержанию одной из далеко не главной статьи авторской публикации по теме.

Господа модераторы, господин Munin, в связи с вышесказанным у меня возникает вопрос, не могу ли я открыть на Вашем форуме тему, например под названием "Альтернативная интерпретация квантовых явлений?"

С уважением О.Львов

[Someone]

(Оффтоп)

Lvov в сообщении #751227 писал(а):

Названная тема "Волновая природа микромира" фигурировала на форуме с полугодовым перерывом до 02.02.2013 г, но по существу так и не обсуждалась, и была отправлена в Пургаторий модератором Jnrty в результате придирки к содержанию одной из далеко не главной статьи авторской публикации по теме.

Да что Вы говорите! Ну надо же!
Но я не поленился посмотреть: http://dxdy.ru/post679268.html#p679268.

Lvov в сообщении #751227 писал(а):

Господа модераторы, господин Munin, в связи с вышесказанным у меня возникает вопрос, не могу ли я открыть на Вашем форуме тему, например под названием "Альтернативная интерпретация квантовых явлений?"

Имея в виду историю предыдущей темы, наверное, не стóит. Ещё 13 страниц бесполезных разговоров...

[Munin]

Lvov в сообщении #751227 писал(а):

Должные аргументы я приводил в теме "Волновая природа микромира" в сообщении #666931.

И там же вам было сказано, что они не годятся. Так что по-прежнему ваши заявления остаются в статусе неаргументированных.

Lvov в сообщении #751227 писал(а):

Но учитывая Ваше замечание, цитируемое ниже, не буду здесь повторяться.

Это правильно.

Lvov в сообщении #751227 писал(а):

Господа модераторы, господин Munin, в связи с вышесказанным у меня возникает вопрос, не могу ли я открыть на Вашем форуме тему, например под названием "Альтернативная интерпретация квантовых явлений?"

Я не имею права запрещать открывать новые темы. Я могу только сказать, что по правилам на форуме запрещено поднимать обсуждения, ранее отправленные в "Пургаторий", и модераторы это будут пресекать.

[dvb]

Lvov в сообщении #751122 писал(а):

Я считаю, что сомнения г.dvb относительно нематериальности фотонов обоснованы.

Знаете, мое изумление, по поводу Вашей трактовки моих сомнений можно охарактеризовать только словом "беспредельное".
Поскольку я имею квалификацию "физик" - по крайней мере так написано в дипломе - я твердо стою на позиции: нематериальными объектами физика не занимается. Причем, вопрос о том, существуют ли такие объекты, в каком виде, и что с ними можно делать в этом форуме я обсуждать не намерен.
Что касается моих сомнений, они состоят в следующем. Я не сомневаюсь в том, что любое физическое поле материально. В частности, электромагнитное. Не сомневаюсь и в том, что, при его описании, это поле, по крайней мере формально, можно рассматривать как совокупность квантов - то есть "штучных" объектов. Меня интересует экспериментальная реализация "одноквантовых" состояний электромагнитного поля. В том, что такие состояния можно получить экспериментально, я не сомневаюсь - например, именно такое состояние даст возбужденный атом, перейдя в основное состояние. Никаких сомнений в том, что это состояние может существовать какое-то время, а потом перейти в иное состояние. В обиходе физиков такое состояние поля называется "один фотон". И в том, что он существует объективно, притом вполне материален, у меня нет никаких сомнений.
Сомнения у меня существуют в плане адекватности тех или иных описаний и трактовок этих описаний состояния "один фотон". И я полагаю, что эти сомнения трудно будет разрешить, жоглируя полуфилософскими понятиями типа "волна", "частица" и проч. Нужны экспериментальные доказательства. Но для таких экспериментов нужен "один фотон".
Во всех "однофотонных" экспрериментах, описания которых мне попадались, почему-то не предъявлялось особых доказательств, что там по оптическим путям циркулировали именно одиночные фотоны. Это считалось само собой разумеющимся. Вот в этим месте у меня действительно есть сомнения. В таких экспериментах участвуют зеркала, призмы, поляризаторы - это макроскопические объекты, описания операций, которые они проделывают с фотоном, черпаются из классических опытов. И тут у меня тоже есть сомнения. Например, в части интерпретации действия "полупрозрачного" зеркала на ВФ фотона. Действительно ли в реальных экспериментах использовались именно "полупрозрачные" , проверялись ли они на полупрозрачность, и как именно?
У меня нет повода сомневаться в квалификации людей, которые занимаются такими экспериментами, но и доказательств тоже нет. Из этих двух "нет" и складываются мои сомнения.

[Munin]

dvb в сообщении #751471 писал(а):

Поскольку я имею квалификацию "физик" - по крайней мере так написано в дипломе - я твердо стою на позиции: нематериальными объектами физика не занимается.

Как насчёт радуги? :-)

dvb в сообщении #751471 писал(а):

Сомнения у меня существуют в плане адекватности тех или иных описаний и трактовок этих описаний состояния "один фотон". И я полагаю, что эти сомнения трудно будет разрешить, жоглируя полуфилософскими понятиями типа "волна", "частица" и проч.

А никто не предлагает вам ими жонглировать. Возьмите вторичноквантованную систему бозонов в одночастичном состоянии. Возьмите квантованное электромагнитное поле. Убедитесь в том, что коммутационные соотношения операторов рождения и уничтожения в этих двух системах совпадают. А через них можно выразить любой эксперимент с одним фотоном.

dvb в сообщении #751471 писал(а):

Во всех "однофотонных" экспрериментах, описания которых мне попадались, почему-то не предъявлялось особых доказательств, что там по оптическим путям циркулировали именно одиночные фотоны. Это считалось само собой разумеющимся.

Это изложено в более базовых экспериментах и в учебниках по квантовой оптике. Например, см. Скалли, Зубайри "Квантовая оптика" главы 1 и 4.

dvb в сообщении #751471 писал(а):

В таких экспериментах участвуют зеркала, призмы, поляризаторы - это макроскопические объекты, описания операций, которые они проделывают с фотоном, черпаются из классических опытов.

Нет, из микроскопической теории. Это квантовая физика твёрдого тела (собственно, она вся квантовая), и её результаты (часто их можно показать даже элементарно). Кроме того, с этими объектами были поставлены масса базовых однофотонных (и поэтому не классических) опытов. Именно такими опытами, например, изучаются свойства нелинейных оптических сред.

dvb в сообщении #751471 писал(а):

Действительно ли в реальных экспериментах использовались именно "полупрозрачные" , проверялись ли они на полупрозрачность, и как именно?
У меня нет повода сомневаться в квалификации людей, которые занимаются такими экспериментами, но и доказательств тоже нет. Из этих двух "нет" и складываются мои сомнения.

Это шизофрения какая-то: у вас нет повода сомневаться, но вы сомневаетесь. Ищете доказательств - читайте учебники. Если вы не читаете учебников, то вы не ищете доказательств, а просто "беспокоитесь", как хомячок с валерьянкой. Это не красит вашу квалификацию "физик", написанную в дипломе. Если вы не читаете учебников, то держите свои беспокойства при себе.

[dvb]

Munin в сообщении #751556 писал(а):

Возьмите вторичноквантованную систему бозонов в одночастичном состоянии. Возьмите квантованное электромагнитное поле. Убедитесь в том, что коммутационные соотношения операторов рождения и уничтожения в этих двух системах совпадают. А через них можно выразить любой эксперимент с одним фотоном.

Может. Это описание соотнесет начальные условия и результат идеального эксперимента. Вы настаиваете, что более точного описания не существует. Я в этом всего лишь сомневаюсь. Потому что между излучением фотона и его поглощением проходит время. Это время можно сделать вполне макроскопическим, выведя его за рамки соотношения неопределенностей. И что-нибудь поизучать в промежутке.

Munin в сообщении #751556 писал(а):

Нет, из микроскопической теории.

Никакие микроскопические теории не опишут Вам неидеальность поверхности конкретной червертьволновой пластинки, наличие пыли, капель влаги и вибрации оптического стола или оптоволоконного кабеля. Все эти факторы вполне могут усредняться в многофотонных экспериментах, а в однофотонном влиять на результат.

Munin в сообщении #751556 писал(а):

Ищете доказательств - читайте учебники. Если вы не читаете учебников, то вы не ищете доказательств

Учебники - это не Библия, они не нуждаются в святой вере. Я стараюсь удерживаться возле грани, за которой знания превращаются в веру.

Munin в сообщении #751556 писал(а):

Это не красит вашу квалификацию "физик", написанную в дипломе.

Ну, я особенно и не стараюсь ее приукрасить. А у того, кто ее написал, видимо, были какие-то свои соображения...

Munin в сообщении #751556 писал(а):

Если вы не читаете учебников, то держите свои беспокойства при себе.

Я подумаю, что делать с Вашим советом, и сообщу решение.

[Munin]

dvb в сообщении #751594 писал(а):

Вы настаиваете, что более точного описания не существует. Я в этом всего лишь сомневаюсь. Потому что между излучением фотона и его поглощением проходит время. Это время можно сделать вполне макроскопическим, выведя его за рамки соотношения неопределенностей.

Можно. И это всё в существующем описании учтено. Вы сомневаетесь в чём-то только потому, что не в курсе, что там на самом деле есть.

dvb в сообщении #751594 писал(а):

Никакие микроскопические теории не опишут Вам неидеальность поверхности конкретной червертьволновой пластинки, наличие пыли, капель влаги и вибрации оптического стола или оптоволоконного кабеля.

Вы про погрешности слышали хоть что-нибудь? Всё это описывается.

dvb в сообщении #751594 писал(а):

Все эти факторы вполне могут усредняться в многофотонных экспериментах, а в однофотонном влиять на результат.

Ну да, если пластинка запылена, 1 из 10 фотонов просто теряется. Ничего, эксперименты ставят с тысячами и миллионами фотонов, не жалко. Да и пластинки от пыли протирают, всё-таки.

dvb в сообщении #751594 писал(а):

Учебники - это не Библия, они не нуждаются в святой вере.

О да. Они нуждаются в знании и понимании. А если вы их игнорируете - то становитесь дураком, ломящимся в открытые двери, и мечтающем о велосипедах, которые уже давно изобретены, сделаны и ездят.

dvb в сообщении #751594 писал(а):

Я стараюсь удерживаться возле грани, за которой знания превращаются в веру.

Вы её путаете с другой гранью, увы. Ваш диплом не научил вас настоящим знаниям, вы вообще не знаете, что это такое, поэтому от любой попытки дать вам знания шарахаетесь, как от "веры". Вы забыли, что хотя в школе и давали классическую механику, никто не заставляет верить в неё, и отвергать релятивистскую - но знать её всё-таки надо, уметь складывать вектора и рассчитывать ускорение по силе.

dvb в сообщении #751594 писал(а):

Ну, я особенно и не стараюсь ее приукрасить. А у того, кто ее написал, видимо, были какие-то свои соображения...

Ну мало ли. Количество некачественных выпускников в любом вузе выше 50 %, выдавать дипломы только достойным никто себе позволить не может.

[Lvov]

dvb в сообщении #751471 писал(а):

я твердо стою на позиции: нематериальными объектами физика не занимается. Причем, вопрос о том, существуют ли такие объекты, в каком виде, и что с ними можно делать в этом форуме я обсуждать не намерен.

Г. dvb, можно было бы сказать: блажен кто верует. Если же серьезно, то разве можно исключить ошибочность принятых взглядов в некоторых вопросах, даже если они изложены в учебниках? Тем более в таком полной парадоксальных положений отрасли, как квантовая теория (КТ).
Я убежден, что уточнение базовых положений КТ - актуальная задача.

dvb в сообщении #751471 писал(а):

Что касается моих сомнений, они состоят в следующем. Я не сомневаюсь в том, что любое физическое поле материально. В частности, электромагнитное. Не сомневаюсь и в том, что, при его описании, это поле, по крайней мере формально, можно рассматривать как совокупность квантов - то есть "штучных" объектов. Меня интересует экспериментальная реализация "одноквантовых" состояний электромагнитного поля. В том, что такие состояния можно получить экспериментально, я не сомневаюсь - например, именно такое состояние даст возбужденный атом, перейдя в основное состояние. Никаких сомнений в том, что это состояние может существовать какое-то время, а потом перейти в иное состояние. В обиходе физиков такое состояние поля называется "один фотон". И в том, что он существует объективно, притом вполне материален, у меня нет никаких сомнений.
Сомнения у меня существуют в плане адекватности тех или иных описаний и трактовок этих описаний состояния "один фотон". И я полагаю, что эти сомнения трудно будет разрешить, жоглируя полуфилософскими понятиями типа "волна", "частица" и проч. Нужны экспериментальные доказательства. Но для таких экспериментов нужен "один фотон".
Во всех "однофотонных" экспрериментах, описания которых мне попадались, почему-то не предъявлялось особых доказательств, что там по оптическим путям циркулировали именно одиночные фотоны.

Насчет материальности электромагнитного поля сказано хорошо. Однако непонятно, почему Вы сомневаетесь, что при использовании ослабленного оптического пучка и относительно редких срабатываниях детекторов электромагнитных квантов мы имеем дело на входе детектора с одиночными фотонами? Я то убежден, что в данном случае редкость срабатывания детекторов связана с сильным ослаблением непрерывных электромагнитных волн. Но ведь Ваше видение электромагнитного процесса в данном случае совсем иное.
Что же касается понятий "волна" и "частица" (корпускула), то трудно согласиться с Вами, что это не физические, а философские понятия.

С уважением О.Львов

[warlock66613]

Lvov в сообщении #752409 писал(а):

Если же серьезно, то разве можно исключить ошибочность принятых взглядов в некоторых вопросах, даже если они изложены в учебниках? Тем более в таком полной парадоксальных положений отрасли, как квантовая теория (КТ).

Я думаю, в случае такой надёжно установленной, многократно проверенной на опыте, непротиворечивой и не содержащей парадоксов теории, как квантовая теория, ошибочность того, что изложено в учебниках (именно "в учебниках", а не к каком-то конкретном учебнике) полностью исключается.

[Corund]

(Оффтоп)

Lvov в сообщении #752409 писал(а):

Я то убежден, что в данном случае редкость срабатывания детекторов связана с сильным ослаблением непрерывных электромагнитных волн.

Много лет назад, еще в школе, я тоже так думал - пока не познакомился с внешним фотоэффектом - ну никак непрерывные эм-волны не могут объяснить энергию выбитых электронов.

[Munin]

Lvov в сообщении #752409 писал(а):

Г. dvb, можно было бы сказать: блажен кто верует.

Вот только в позиции верующего обычно оказываются те, кто предмет знает плохо, или не знает вообще.

Lvov в сообщении #752409 писал(а):

Если же серьезно, то разве можно исключить ошибочность принятых взглядов в некоторых вопросах, даже если они изложены в учебниках?

Чтобы найти эту ошибочность, и обсуждать её, надо не только хорошо разобраться в учебниках, но и разобраться в предмете глубже, чем по учебникам.

Не ваш случай.