A hullámoptika (vagyis a szűkebben vett "fizikai optika") kidolgozása idején még az elektromágneses hullámok realitásának bizonyítása (Hertz) számított feladatnak.
"Ebben azért lehetünk teljesen biztosak, mert a mozgás egyenletei determinisztikusak."
Bizonyos mozgásegyenletek lehetnek determinisztikusak, csakhogy mi nem szabhatjuk meg a természetnek, hogy maradéktalanul a nekünk tetsző (determinisztikus) törvények szerint járjon el, szóval nincs itt semmiféle teljes biztonság a determinizmusra nézve.
A fotonok elnyelődésének statisztikus viselkedése csak részben múlik a fotonon. Hiszen múlik az elnyelő (kölcsönható) anyagon is, meg a fizikai vákuumon is, a határozatlansági reláció "alapvető forrásán".
Bocs, a századot eltévesztettem. Még nagyon az elején vagyunk :-). Te meg azt hagytad figyelmen kívül, hogy én csak fizikai optikát kidolgozó fizikusokról beszéltem :-)
1-fotonos interferencia kísérletet szinte azonnal végeztek a múlt században (ami ugye a XX.), amikor Einstein és a koppenhágai iskola tagjai jól összevitatkoztak. A kérdés még a 2. Világháborút követően is elég gyakran napirendre került, pl. Jánossy Lajos és csoportja által a KFKI-ban is.
A XIX. században, Maxwell idejében még nem végeztek 1-fotonos kísérleteket, részint azért, mert nem voltak hozzá megfelelő érzékenységű detektorok, részint pedig azért, mert akkor még nem vetődött fel komolyan az elektromágneses hullámok Bármiféle "atomos" jellege. Ez elsőként Planck-nál, majd később Einstein-nél vetődött fel, a feketetest sugárzási probléma, illetve a fotoelektromos-effektus megoldásaként.
Persze, mindannyian tudjuk, hogy különbö okozatok különböző okok miatt vannak.
A pénzfeldobós kísérletben a kezdeti feltételek elkerülhetetlen apró különbsége eredményezi a véletleszerű sorozatot. Ha képesek lennénk elég pontosan beállítani a kezdeti feltételeket, akkor vagy csupa fej, vagy csupa írás adódna. Ebben azért lehetünk teljesen biztosak, mert a mozgás egyenletei determinisztikusak. Egyébként én már a valóságban is ismertem olyan ügyes és finomkezű embert, aki csaknem mindig azt dobott, amit éppen akart. Én magam is kipróbáltam, és 80% valószínűséggel magam is meg tudtam csinálni!
Szóval, nem lehet kétséges, hogy minden kibocsátott foton fizikailag kissé különböző egymástól, ez a különbség mutatkozik meg abban, hogy átmegy-e a második polarizátoron, vagy elnyelődik benne. Nics tehát semmi különös abban, hogy véletlenszerű sorozatot figyelhetünk meg az egyfotonos kísérletben. Pusztán annyit jelent, hogy rejtett változók kellenek a foton állapotának a teljes leírásához, és ezeknek a rejtett változóknak van különböző értéke az egyes fotonok esetében.
Igen, a kulcsszavak itt a véletlenszerűség, és a valószínűség.
A múlt századi fizikusok kísérleti munkásságát illetően láthatóan tájékozottabb vagy nálam. A kíváncsiság szálkája azonban belefészkelte magát az agyamba: A fizikai optikát kifejlesztő fizikusok melyike, és mikor végzett egyfotonos interferencia-kísérletet?
Ha megengeded, akkor a hullám/részecske kérdésre később még visszatérünk.
Írod:
"a hullámelmélet, amelyet Simply Red oly szakszerűen magyarázott el, nem tudja megjósolni, mi történik egyetlen fotonnal, amikor két keresztezett polarizátoron halad át."
A kvantumfizika pontosan megjósolja mindazt, ami előre megjózolható, vagyis az áthaladás VALÓSZÍNŰSÉGÉT.
Vélekedsz:
"A fizikai optikát kifejlesztő fizikusok egyike sem dolgozott egyedülálló fotonokkal, úgyhogy valószínűleg egyikük sem jött rá, hogy az elmélet csődöt mond, ha ilyenekre alkalmazzák."
Ez NEM igaz. Nagyon is végeztek ún. egyfotonos interferencia kísérleteket, amelyek döntő bizonysággal szolgáltak a kvantumfizika mellett.
Vélekedsz:
"Valóban, a foton fogalma, mint a fény atomja, teljesen idegen az olyan mezők koncepciójától, mint amilyen egy elektromágneses hullám. Ezt a két felfogást nehéz egyazon fizikai objektumban összeegyeztetni."
Egyáltalán NEM nehéz! Mindössze azt kell észben tartani, hogy a fény olyan elektromágneses HULLÁM, amelynek KISUGÁRZÁSA és ELNYELÉSE kvantált és lokalizált (ez utóbbiak jelentik a részecske jelleget). A félreértések abból szoktak fakadni, hogy egyesek úgy hiszik (Einstein nyomán), hogy a fény terjedésekor is részecske szerű, de ez a kísérletek szerint NEM IGAZ, ráadásul teljesen FELESLEGES elgondolás is.
De kedves Simply Red, nem várhatsz határozott választ, hiszen Te magad bizonyítottad be, hogy nem lehetséges határozott válasz, mivel mindegyik ellentmondásban áll azokkal a jelenségekkel, amiket nagy fényintenzitésok esetén figyelhetünk meg.
Valahogy úgy!
Nézzünk egy kis kísérletet: A fényforrás legyen egyetlen atom, amelyik egy fotont bocsát ki miközben az E1 gerjesztett energiájú állapotból az E0 energiájú alapállapotba megy át. Amikor az emisszió kész, akkor a helyére teszek egy másik, ugyan olyan atomot, aztán egy harmadikat, és így tovább. A szemünk helyére egy fotoelektron-sokszorozó csövet teszek amelynek pusztán az a feladata, hogy regisztrálja a fotont a második polarizátor mögött, amelynek a szögét az elsőhöz képest 45°-ra álítom be. Az egész kísérletet automatizálom, és az eredménye egy papírcsík, amelyeken 0-k és 1-ek sorakoznak. A 0 azt jelenti, hogy a foton nem érkezett meg, at 1 pedig azt, hogy megérkezett a fotoelektron-sokszorozónkba. Egy gombnyomással elindítom a kísérletet, és nézem, hogy mi történik. A papírcsík valahogy így fog festeni:
110101101010100110...
Óvatosabb is lehetnél, kedves Szalvéta. Merész állításaid vannak. Hogy lehetne valamit bizonyítani, ami nyilvánvalóan ellentmond a józan észnek. Mert a foton vagy átmegy, vagy nem megy át, és nekem úgy tűnik, hogy harmadik lehetőség nincs.
Na most alaposan megzavartál a tudomány egységének a megbontásával, amire a hozzászólásod utal. Úgy tűnik, mindha valami alapvető kettősség lenne a természetben, amely ugyanannek az objektumnak egymást kiegészítő leírását teszi szükségessé.
Mert ha a kérdésedre úgy válaszolok, hogy a foton keresztülmegy a második polarizátoron, akkor persze nem látom az okát, hogy miért kellene egyáltalán valamiféle elhalványulásnak bekövetkezni, amikor a két polarizátor által bezárt szög 0 és 90 fok között van. Másrészt, ha azt válaszolom, hogy nem fog kereszttülmenni, akkor pedig teljes sötétségnek kellene lenni a második polarizátor után. De mivel egyik eredmény sem egyezik a megfigyelésekkel, egyik válaszom sem lehet jó.
Én nem azt akartam ezzel mondani, hogy az általad említett fizikai optikai kísérletek hibásak. Én csak azt mondom, hogy a hullámelmélet, amelyet Simply Red oly szakszerűen magyarázott el, nem tudja megjósolni, mi történik egyetlen fotonnal, amikor két keresztezett polarizátoron halad át. Ha nem hiszed, próbáld megtenni. Én leszek az első, aki elismeri a vereséget, ha sikerül.
A fizikai optikát kifejlesztő fizikusok egyike sem dolgozott egyedülálló fotonokkal, úgyhogy valószínűleg egyikük sem jött rá, hogy az elmélet csődöt mond, ha ilyenekre alkalmazzák.
Valóban, a foton fogalma, mint a fény atomja, teljesen idegen az olyan mezők koncepciójától, mint amilyen egy elektromágneses hullám. Ezt a két felfogást nehéz egyazon fizikai objektumban összeegyeztetni.
Hogy érted ezt? A fény transzverzális hullámokként való terjedésének az elméletét aprólékos pontossággal elvézett kísérletek százai támasztják alá, Young-tól és Fresneltől napjainkig. Hogyan lehet egy ilyen erőteljes, hatékony és szép elméet rossz? Te a fizikai optika csaknem kétszáz évét kérdőjelezed meg!
Ez valóban nehéz kérdés, sőt, én még tovább megyek, mint Te, mert én határozotta meg vagyok győződve róla, hogy nem lehet Simply Red transzverzális hullámaival válaszolni erre a kérdésre.
Ez eléggé zavarba ejtő kérdésnek tűnik. Nekem tetszettek Simply Red válaszai a transzverzálisan polarizált elektromágneses hullámokkal, de ebben a felfogásban valószínűleg nem lehet a kérdésedre válaszolni.
Pontosan erre gondolok. És ha már így ráéreztél a kérdésre, hadd pontosítsam magamat, és vegyünk fényforrásként egyetlen atomot, amely az E1 gerjesztett állapotból az E0 alapállapotba ugrása közben egyetlen
f=(E1-E0)/h frekventiájú
fotont bocsát ki. (h a Planck-állandó). Ez a foton beesik a két polarizátorra, és most az a kérdés, hogy mindkettőn keresztül fog jutni, vagy elnyelődik a második polarizátorlemezben.
