Quantum optika, Krugosvet enciklopédia
Quantum Optics
Quantum Optics - Optika rész tanulmányozása kvantum tulajdonságai fény. Azt lehet mondani, hogy a kvantum optika - a kvantumfizika fény. Érdekes a kvantum optika megjelent az első felében a 20. században. de különösen a gyors fejlődés ezen a területen a tudomány érkezett a végén a 20. században. amikor a fizikusok megtanulták, hogy készítsen különleges állapotok fény - az úgynevezett nem-klasszikus fény. Most nem klasszikus fény sikeresen használják a metrológia, spektroszkópia, a pontos mérésekre használható, és továbbítja a titkos információkat. Ezen kívül, megközelítések és módszerek a kvantum optika jelentősen kiegészíti az információkat adnak különböző mérések kapcsolatos emissziós és abszorpciós fény.
Ez a világ, vagy inkább az elektromágneses mező, először javasolta az elképzelést, a kvantum leírást. Ezt az elképzelést terjesztett elő 1900-ban Max Planck. feltételezve, hogy fényemisszió játszódik részletekben - kvantumokat. Ez a javaslat úgy tűnt, hogy sok paradoxon, de ez volt üdvös az egész ág optika. Lehetőség van megmagyarázni az alak a emissziós spektruma fűtött szervek, amelyek nem magyarázhatók a korábbi. Előző kísérletek kiszámításához a spektrum a sugárzás vezetett arra a tényre, hogy alacsony hullámhosszú, azaz az ultraibolya része a spektrum, voltak végtelenül nagy értékek - eltérés. Természetesen a kísérletben nem eltérések voltak megfigyelhetők, és a különbség az elmélet és a kísérlet már az úgynevezett „ultraibolya katasztrófa.” Az a feltételezés, hogy a fénykibocsátás történik részletekben, lehetővé tette, hogy eltávolítsuk az eltérés az elméletileg számított spektrumok és ezáltal megszabadulni a fizika a „ultraibolya katasztrófa.”
Emellett a emissziós spektrumát egy másik homályos hely volt a fizika, nevezetesen, a jelenség a fotoelektromos hatás (lásd. A fényelektromos hatás). Nem világos, hogy miért a kinetikus energia elektronok kilökődik a fém fény frekvenciájától függ a fény. Továbbá a fény egy kellően alacsony frekvenciájú általában nem képes előidézni, fotoelektromos hatás. Mivel az alacsony frekvenciájú a fény megfelel a vörös része a spektrum, ezt a jelenséget nevezik a piros szélén a PhotoEffect. 1905-ben Albert Einstein megmagyarázni a fotoelektromos hatás kvantum hipotézis. Einstein ötlete az volt, hogy minden elektron megy egyetlen részét energia - egy kvantum. És ha az energia a kvantum kicsi, egyszerűen nincs a kilépési elektron a fém. Ennek alapján ez a gondolat, Einstein kidolgozott elmélet a fotoelektromos hatás, amely jól támasztja alá kísérleti adatok.
Most kiderült, hogy a fény sugárzott és elnyeli részletekben. Ez arra ösztönözte Einstein feltételezte, hogy a fény mindig van egy különálló épületet. Ez nagyszerű ötlet volt, csak egy hipotézis: mert az a tény, hogy az abszorpciós és emissziós fény jelentkezik részletekben, ebből nem következik, hogy a fény és már csak a részletekben. De ez a gondolat indokolja a neve „kvantum optika”, és hogy a fejlődés a kvantum optika voltak meggyőző érvek mellett a kvantum fény természetéről.
Részecskék és hullámok?
A 20. század elején. kvantum fény jött, hogy hívják fotonokat, és hamarosan közös nyilatkozata: „Light áll fotonok.” Volt egy ábrázolása a fény, mint vörösvértestekkel adatfolyam m. E. részecskéket. Azonban, a hullám jelenségek megfigyelt a fényt, például, az interferencia és diffrakciós, nem magyarázható szempontjából a korpuszkuláris szerkezetű fény. Kiderült, hogy a fény, és általában elektromágneses sugárzás - egy hullám, és ugyanabban az időben részecskefolyam (lásd kvantummechanika.). Összeegyeztetni ezt a két nézőpont hogy a fejlődés a 20. század közepén. kvantum megközelítés leírását a világon. Abból a szempontból ez a megközelítés, az elektromágneses mező lehet egy másik kvantumállapotok. Ebben az esetben csak egy dedikált osztálya állapotok egy adott számú foton - Fock kimondja elnevezett Fock. Ezért a „könnyű áll fotonok” nem kell szó szerint értelmezni - például a fény lehet olyan állapotban, hogy a valószínűsége 99%, hogy nem tartalmaz fotonok, és 1% valószínűséggel tartalmaz két foton. Ez az egyik a különbségek foton más elemi részecskék - például, az elektronok száma korlátozott térfogatban meghatározott elég pontosan, és lehet meghatározni, hogy mérjük a teljes díjat, és elosztjuk a felelős egy elektron. A fotonok száma egy bizonyos mennyiségű helyet egy ideig, pontosan meg lehet mérni nagyon ritka esetekben, nevezetesen csak akkor, ha a fény a Fock államokban. Egy kvantum optika szentelt részt különböző módszerek előállítására fény különböző kvantumállapotok, többek között, a készítmény a fény a Fock kimondja fontos és nem mindig kivitelezhető feladat.
Twiss - Brown kísérletben.
Egységes és korrelált fotonok. Lehet-e egy nem kvantumfizika fény? Persze, igen, és a legtöbb esetben az optikai jelenségek is magyarázható segítsége nélkül kvantumelmélet. De sok esetben, ha ez nem így van, ha vazhnao figyelembe veszi a kvantum fény természetéről.
A nem-klasszikus fény.
Kísérletek fénydetektáió a csoport és antibunching fotonok igazán bizonyult a foton szerkezete fény, és ők is tekinthető „igazi kvantovoopticheskimi” kísérletek. De mindkét esetben a fény elő különleges kvantumállapotok egy adott számú foton. A kísérletekben az első típusú rögzített két-foton fény, a kísérletek a második típusú - egyetlen foton fény. Így ismét arra lehet következtetni, hogy csak különleges állapotok fény tulajdonságokat mutat, amely nem magyarázható a klasszikus pozíciókban. Ezek az állapotok úgynevezett nem-klasszikus fény.
Két-foton fény egy másik figyelemre méltó tulajdonsága. Kiderült, hogy ez a fény is használható kísérleti igazolása alapvető elképzeléseit kvantummechanika - az ötlet a valószínűségi viselkedés egyes kvantum részecskék (lásd Bell egyenlőtlenség.).