Comment détecter un photon sans le consommer?

ayuanx

Comment détecter un photon sans le consommer?


Dans une expérience à double fente, ils disent qu’ils peuvent mettre un détecteur après la fente afin de savoir exactement quelle fente le photon a passé.

Mais si vous réussissez à détecter un photon, le photon n’est-il pas également consommé dans le processus de détection?

Parce que le processus de détection est essentiellement un échange d’énergie. Un photon a une énergie quantique. Tout échange d’énergie consommera le photon lui-même.

Les photons détectés sont donc consommés et n’atteindraient jamais le mur. Tous les photons qui ont atteint le mur sont ceux non détectés.

Ai-je raison?

CuriousOne

Non, vous n’avez pas raison. On peut réfléchir le photon sur un miroir, qui transfèrera l’élan au miroir. Cela aussi changera l’expérience, juste d’une manière différente (l’énergie du photon changera, ce qui est un changement de longueur d’onde, qui détruit également l’interférence).

ayuanx

Si vous détectez un photon par n’importe quelle méthode, au moins vous modifiez également certaines propriétés du photon lui-même dans le processus. Le photon n’est donc pas le même de toute façon. Comme ce n’est pas le même, vous ne pouvez pas vous attendre à ce que l’expérience soit la même qu’avant. Il n’y a donc pas de mystère dans l’expérience à double fente avec des détecteurs. Ma compréhension est-elle correcte?

CuriousOne

Il n’y a jamais eu de mystère dans l’expérience à double fente. Il n’est même pas utilisé en physique proprement dite pour dériver la mécanique quantique. Il n’y a absolument rien d’intéressant du point de vue d’un physicien. Malheureusement, tout comme la dualité onde-particule et le chat de Schroedinger et le phénomène EPR, il a pris sa vie parmi des profanes et des enseignants mal formés qui ne comprennent pas vraiment les détails de la discipline qu’ils essaient d’enseigner.

Réponses


 Anna v

Cette affirmation est fausse:

Un photon a une énergie quantique.

Un photon peut , lorsqu’il est produit, transporter un quantum d’énergie hors d’un état lié quantifié d’un système, comme un atome, une molécule ou une résonance de particules, comme un pi0. Il peut également être produit par d’autres processus, comme Bremsstrahlung , le radiaton synchrotron et dans les antennes métalliques, en raison de l’existence de bandes électroniques, un spectre continu se dégage .

La déclaration correcte est: un « photon peut emporter un quantum d’énergie ». Un photon peut être de n’importe quelle énergie.

Tout échange d’énergie consommera le photon lui-même.

Ce n’est que si l’échange se produit avec un système atomique ou moléculaire lié qu’il est nécessaire qu’un quantum d’énergie (+/- l’incertitude de Heisenberg) soit absorbé, et seuls les photons à fréquence correcte disparaîtront dans l’interaction.

Sinon, il existe une diffusion élastique où seul l’angle d’incidence change, ainsi que la diffusion Compton et la diffusion Raleigh . Dans ces processus, le photon peut perdre de l’énergie ou gagner de l’énergie et donc simplement changer de fréquence. (des décalages rouges et bleus apparaissent également dans divers domaines et cadres cinématiques). Ces interactions se produisent avec différents champs collectifs et il n’y a pas de spectre quantifié.

Donc, en principe, on pourrait concevoir une expérience à double fente où le photon interagira de manière minimale (dans les dimensions du problème) afin de voir ce qui se passe. Ils l’ont déjà fait avec les électrons, démontrant que c’est le changement des conditions aux limites qui détruit le motif, les électrons atteignent toujours l’écran.

ayuanx

Oui, tu as raison. Un photon (appelons-le P1) peut avoir n’importe quelle quantité d’énergie en fonction de sa fréquence. Ma compréhension est que toute mesure réussie appliquée sur ce photon P1 changera son état, ce qui équivaut à dire que P1 est consommé mais que dans le processus un photon P2 d’anthère peut être produit. Cependant, le P2 produit n’est pas équivalent au P1 consommé.

Anna v

Dans un diagramme de Feynman de la diffusion de compton, cela implique que le photon diffusé est une continuation de l’incident autant que l’électron diffusé est la continuation de l’incident en raison de l’impulsion et de la consommation d’énergie. Il s’agit d’un cadre cohérent mathématiquement. Comme le modèle fonctionne, c’est-à-dire qu’il est validé par des mesures, nous pouvons supposer macroscopiquement la même configuration. Dans tous les cas, les photons n’ont pas de carte d’identité individuelle, ni d’électrons. on pourrait dire la même chose pour les électrons dans les diagrammes. lyndonashmore.com/feynman_diagrams_for_compton_sca.htm

Anna v

il y a aussi toutes les autres lois de conservation, le moment angulaire, les nombres quantiques aussi

 

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