Взаимодействие фотона

[granit201z]

Здравствуйте! Вопрос мучал меня давно и наконец-то я его задам. Фотон - это же ЭМ волна? Т. е. распространение ЭМ колебаний от источника в окружающее пространство. Т. е. фронт волны фотона (если наблюдать за ним со стороны) - это пузырь, раздувающийся с удвоенной скоростью света (или если усесться где-то на поверхности этого пузыря, то просто со скоростью света - но да не суть, главное, что он раздувается с весьма внушительной скоростью). И вот раздувался он раздувался 11,9 млрд лет и вдруг раз, и где-то в глубинах космоса он с чем-то там провзаимодействовал, отдал специально для этих целей припасенный квант энергии и благополучно канул в Лету. Вопрос, собственно, в следующем - а как колебания на противоположной стороне пузыря поймут что все, настал момент истины, папа умер, как говорится? А вернее как быстро?
Или все-таки отдельный фотон распространяется по траектории линии, неся свой квант на кончике стрелы?

-- 23.11.2022, 14:43 --

сам бы я сказал, что фотон все таки пузырь и колебания прекращаются мгновенно. но тогда возникает эффект "жуткого самодальнодействия", а про такое в учебниках ничего нет. поэтому я бы сказал, что все таки не пузырь он, а линия. но как линия рисует интерференционные картины на щелях? тупик.
поэтому я предпочитал молчать. но молчать нету больше сил!

[Ende]

Тема перемещена из форума «Беседы на околонаучные темы» в форум «Помогите решить / разобраться (Ф)»
Причина переноса: тематика.

[wrest]

Как написал в одной из своих работ Фейнман: «Квантовая механика даёт совершенно абсурдное с точки зрения здравого смысла описание Природы. И оно полностью соответствует эксперименту. Так что я надеюсь, что вы сможете принять Природу такой, как она есть - абсурдной».

[мат-ламер]

Присоединяюсь к вопросу топик-стартера. Пока подойдут специалисты я советую granit201z почитать вот это https://hmong.ru/wiki/Wave_function_collapse . Там в конце интересное замечание

Цитата:

Если волновая функция в некотором смысле и в некоторой степени физически реальна, то коллапс волновой функции также рассматривается как реальный процесс в той же степени.

Поскольку я не физик, то мне трудно понять, что значит "физически реальна". Вот тут возражают против реальности волновой функции. С другой стороны в квантовой теории поля элементарную частицу рассматривают как возбуждение неких точечных осцилляторов некоего поля, распределённых по пространству. С этой точки зрения волновая функция как бы и реальна. Но поскольку я в этом понимаю мало, то предпочту присоединиться к вопросу.

[granit201z]

мат-ламер в сообщении #1571193 писал(а):

вот это https://hmong.ru/wiki/Wave_function_collapse
. Там в конце интересное замечание

спасибо за ссылку, но у меня она почему-то устойчиво не открывается

[мат-ламер]

granit201z в сообщении #1571199 писал(а):

спасибо за ссылку, но у меня она почему-то устойчиво не открывается

Ну, тогда гуглите по "коллапс волновой функции". И можете почитать книгу Иванова "Как понимать квантовую механику". Хотя может тут собака зарыта глубже (на уровне КТП).

Тут ещё где-то рядом обсуждали последнюю нобелевскую премию по физике. Но я ту ветку не читал.

[warlock66613]

Это вопрос один из центральных в квантовой физике. Понять это — значит понять квантовую физику. И поэтому, боюсь, чтобы понять ответ на этот вопрос, надо таки освоить до некоторой степени квантовую физику.

Квантовая теория — это кинематически нелокальная теория с локальной динамикой. Эффективно это приводит к тому, что никакого дальнодействия нет, но зато есть необъяснимые классически корреляции между событиями в пространственно-разделённых регионах. То есть в одном месте, куда дошла волна, регистрируется фотон. Почему регистрируется? Потому что раз есть волна — значит есть вероятность фотон зарегистрировать. Вот она "выстрелила", вероятность эта. В другом месте, куда волна тоже дошла, фотон не зарегистрирован. Почему? Ну потому что вероятность "не выстрелила", не повезло. И там и там всё происходит само по себе, без дальнодействия, без связи с тем, что присходит в другом месте. Интересные вещи начинаются когда мы сравниваем события из двух регионов и обнаруживаем, что если фотон обнаружился в одном месте, то его не обнаружили в другом, и наоборот. Корреляция. Но возникает эта корреляция не в силу динамического процесса (сигнал дошёл, волна исчезла и т. д.), а в силу чисто кинематических причин, в силу нелокального устройства пространства состояний фотона.

Очень хочется сказать конкретнее, но не представляю, как это сделать короче чем страниц на 200.

-- 23.11.2022, 20:24 --

Самое близкая классическая иллюстрация — это отправили в два места две коробки, в одной из которых яблоко. Коробки — это волна. В одном месте открыли коробку — там яблоко (фотон), а в другом нету. Не потому что сверхсветовой сигнал от обнаруженного яблока испарил яблоко в другой коробке, а потому что пространство состояний системы такое, что обнаружение яблока в одном месте исключает обнаружение яблока в другом. Но классические коробки для такого трюка обязаны быть разными, а в квантовом случае отличие в том, что коробки можно сделать одинаковыми, симметричными, так что нельзя сказать, что в одной яблоко, а в другой его нет. Но в остальном принцип тот же.

[Gleb1964]

Меня тоже занимал такой вопрос, ведь фотон уносит с собой импульс. Значит, атом, излучивший фотон, должен получить отдачу. Но когда - в момент излучения? Или после поглощения фотона, излученного в сферу, когда определиться, в каком направлении фотон унес импульс?

[warlock66613]

Да, отдача в момент излучения. Но величина этой отдачи определится позже, в момент поглощения. А если точнее, величина отдачи и направление на точку поглощения скоррелированы, но ни одно не определяет другое. Иногда бывает удобно описывать эту корреляцию "контрфактуально", как влияние будущего на прошлое. Но это опять же чисто кинематические "штучки", никакого "сигнала из будущего в прошлое" нет.

[KVV]

warlock66613 в сообщении #1571209 писал(а):

Но классические коробки для такого трюка обязаны быть разными, а в квантовом случае отличие в том, что коробки можно сделать одинаковыми, симметричными, так что нельзя сказать, что в одной яблоко, а в другой его нет.

Мне нравится аналогия с носками. Новый носок не является однозначно левым или правым, этот аттрибут для носков не определен. Но как только один мы надеваем на левую ногу, и он становится левым, второй автоматически становится правым, как бы далеко он не находился. И наоборот, если один на правую, то второй автоматически становится левым. : )

[warlock66613]

KVV в сообщении #1571220 писал(а):

Мне нравится аналогия с носками.

Мне тоже. Но она хорошо подходит для случая двух скоррелированных фотонов, а с "обнаружением — необнаружением" одного фотона описанного в этой теме уже как-то не очень (хотя суть явления, конечно, та же).

[granit201z]

warlock66613 в сообщении #1571216 писал(а):

А если точнее, величина отдачи и направление на точку поглощения скоррелированы

то есть пока фотон где-то носит в бескрайнем космосе движение атома, которое должно бы быть обеспечено унесенным импульсом находится в неопределенном состоянии, запутанном с убежавшим фотоном?
а если взять, да измерить скорость атома (чтобы определиться с импульсом) , пока фотон где-то шляется, но еще не нашел жертву, кому бы квант отдать?

[warlock66613]

granit201z в сообщении #1571229 писал(а):

а если взять, да измерить скорость атома (чтобы определиться с импульсом) , пока фотон где-то шляется, но еще не нашел жертву, кому бы квант отдать?

Тогда вы сможете примерно предсказать где фотон поймают, только и всего. И эффективная волновая функция, которой вы будете описывать фотон, уже не будет сферически симметрична симметрична в пространстве. (Но пользоваться такой несимметричной волновой функцией совсем не обязательно — симметричная даст тот же результат, если считать условную вероятность при условии что вы измерили то что измерили.)

[zykov]

Остаётся только добавить, что излучается не фотон, а электромагнитная волна. Т.к. фотон - это всего лишь артефакт математической процедуры вторичного квантовая.
Cаму ЭМ волну надо описывать используя квантовую теорию (это конечно, если классики недостаточно).
А все эти широко распространённые рассуждения про излучение/поглощение фотона - научпоп, вводящий в заблуждение.

[traffic_lights]

granit201z в сообщении #1571199 писал(а):

мат-ламер в сообщении #1571193 писал(а):

вот это https://hmong.ru/wiki/Wave_function_collapse
. Там в конце интересное замечание

спасибо за ссылку, но у меня она почему-то устойчиво не открывается

Используйте VPN.