論文の概要: Linear and angular momenta of photons in the context of "which path"
experiments of quantum mechanics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.01890v1
- Date: Tue, 4 Oct 2022 20:27:45 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-23 21:54:11.810007
- Title: Linear and angular momenta of photons in the context of "which path"
experiments of quantum mechanics
- Title（参考訳）: 量子力学の「どの経路」実験の文脈における光子の線形および角モーメント
- Authors: Masud Mansuripur
- Abstract要約: 本稿では、光子モーメントを量子力学の中心にある「どの経路」問題に関連づける議論について検討する。
我々は、開口面や鏡に与えられる直線モータ、あるいは戦略的に配置された波面によって拾われた角モータが、対応する干渉効果を破壊するためにのみ光子の経路を識別できることを示した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: In optical experiments involving a single photon that takes alternative paths
through an optical system and ultimately interferes with itself (e.g., Young's
double-slit experiment, Mach-Zehnder interferometer, Sagnac interferometer),
there exist fundamental connections between the linear and angular momenta of
the photon on the one hand, and the ability of an observer to determine the
photon's path through the system on the other hand. This paper examines the
arguments that relate the photon momenta (through the Heisenberg uncertainty
principle) to the "which path" (German: welcher Weg) question at the heart of
quantum mechanics. We show that the linear momenta imparted to apertures or
mirrors, or the angular momenta picked up by strategically placed wave-plates
in a system, could lead to an identification of the photon's path only at the
expense of destroying the corresponding interference effects. We also describe
a thought experiment involving the scattering of a circularly-polarized photon
from a pair of small particles kept at a fixed distance from one another. The
exchange of angular momentum between the photon and the scattering particle in
this instance appears to provide the "which path" information that must, of
necessity, wipe out the corresponding interference fringes, although the
fringe-wipe-out mechanism does not seem to involve the uncertainty principle in
any obvious way.
- Abstract（参考訳）: 光学系を介して代替経路を取る単一の光子を含む光学実験(例えば、ヤングの二重スリット実験、マッハ・ツェンダー干渉計、サニャック干渉計)では、片方の手には光子の線形モーメントと角運動量計の間に基本的なつながりがあり、もう一方の手には観測者が光子の経路を決定する能力がある。
本稿では、光子モータを(ハイゼンベルクの不確実性原理を通じて)量子力学の中心にある「どの経路」(ドイツ語: welcher Weg)問題に関連づける議論について検討する。
開口や鏡に付与された線形モーメント、あるいは、システム内の戦略的に配置されたウェーブプレートによって選択された角モーメントは、対応する干渉効果を破壊することだけを犠牲にして、光子の経路の同定に繋がることを示した。
また, 円偏光子を互いに一定の距離に保持した一対の微粒子から散乱させる思考実験についても述べる。
この例における光子と散乱粒子の間の角運動量の交換は、必然的に対応する干渉縞を消さなければならない「どの経路」情報を提供するように見えるが、フリンジワイプアウト機構は不確実性原理を如何なる明白な方法でも含まないようである。
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