Comments 15
В статье говорится про групповую скорость волны, а она может быть вообще любой без проблем. Никакого противоречия с нынешней физикой, но очень интересный феномен.
Из перевода непонятно примерно ничего. Вот тут неплохо рассказано, о чём весь шум.
Видео по теме
Да и в целом Сабину рекомендую, если постоянно попадаются только хайповые и кликбейтные заголовки про то, какие нас ждут за углом чудеса и волшебство.
Правильно ли я понял, что это просто разница-запоздание между максимумом и средним? Т.е. если для меня момент времени для фотона это его среднее, то максимум может быть позже/раньше и имея отрицательное смещение мы говорим об отрицательном времени?
Насколько я понял - не совсем. Там и до попадания в среду максимум и после попадания в среду максимум. Но среда замедляет такие частоты, что максимум волнового пакета в среде вылезает в ней до того, как до границы раздела сред доедет максимум оригинального пакета из вакуума. То есть из вакуума пакет уже своей частью в среду въехал, и это уже вызвало появление максимума в среде. Соответственно, если интерпретировать максимум как фотон, то в среде появился фотон до того, как оригинальный фотон доехал до раздела сред.
Если у них там из атомов конденсат бозе- эйнштейна или близко к тому, то зачем удивляться таким эффектам. Если там уже принцип потери идентичности и отдельных атомов нет как таковых.
Ну новостям что в усиливающей среде можно намерять "скорость" выше c - минимум четверть века:
Простая иллюстрация: 1999, А. Н. Ораевский, "Сверхсветовая волна в усиливающей среде. Оптические тахионы"
Более техническая: 2000, А. В. Андреев, ""Сверхсветовое" распространение импульсов в резонансно усиливающих средах"
Ну, отрицательная задержка — это всё же более сильно.
Хотя в квантовых экспериментах с пред- и пост-селекцией многие странные штуки происходят. Например, частицы обнаруживаются не там, где должны были быть https://arxiv.org/abs/2401.06735
Кто кого насиловал в этот раз?
Когда фотоны проходят через такую среду, как облако атомов, они могут поглощаться, заставляя электроны атомов переходить на более высокий энергетический уровень (возбуждение). Затем атомы теряют возбуждение, вновь излучая энергию в виде фотонов, что наблюдатели воспринимают как задержку света при прохождении среды.
Извиняюсь за глупый вопрос, но фотоны, проходя через среду, именно поглощаются и излучаются? Просто как это сочетается с экспериментами, когда интерференционная картина исчезает если существует детектор около щели? Если взаимодействие с детектором препятствует интерференции, то почему взаимодействие с атомами среды ей не мешает?
Интуитивно, потому что атомы остаются в том же состоянии, так что амплитуды складываются. Детектор же меняет состояние, поэтому слагаемые |..., детектор сработал, ...> и |..., детектор не сработал, ...> существуют порознь.
Но, даже если атомы остаются в том же состоянии, фотон оказывается поглощён атомом, то есть, как бы конечная точка достигнута. После переизлучения разве отчёт не должен вестись заново?
Если я правильно представляю ситуацию, то фотоны могут интерферировать с самими собой и с другими фотонами, при этом, если мы берём некогерентный источник, то взаимодействие фотонов друг с другом даёт даёт множество интерференционных картин, которые, накладываясь, друг на друга, взаимно друг друга компенсируют, но, на этом фоне всё равно заметна интерференция каждого фотона с самим собой, потому что она даёт интерференционные максимумы/минимумы в одних и тех же местах (или я неправильно представляю себе принцип появления интерференции?). И кажется логичным, что фотон должен проходить весь путь без поглощений и переизлучений, в ином случае разве не будет происходить коллапс волновой функции, и испускание нового фотона, разрушающее интерференционную картину?
ButПосле просмотра видео от одного зарубежного физика-оптика у меня поменялась картина мира. Основные инсайты после просмотра видео:
Никаких летящих фотонов не существует в привычном нам представлении (в виде летящего шарика или бесконечно малой точки). Распространение света и энергии света в пространстве имеет чисто волновую природу. Это распространение колебаний электромагнитного поля.
Однако это не отменяет того факта, что взаимодействие материи и электромагнитного поля квантуется: обмен энергией между материей и полем происходит только дискретными порциями и носит локализованный характер. Поэтому то, что мы воспринимаем как фотон — это точечное событие когда в какой-то точке пространства материя лишилась кванта энергии и добавила эту энергию к энергии ЭМ-поля (это то, что мы называем испусканием фотона) или точечное событие, когда в какой-то точке пространства энергия дискретной порцией была отнята от поля и сообщена материи.
Тем не менее, само поле не квантуется и не дискретное: величины E и B для электрической и магнитной составляющих поля могут принимать любые значения, то есть являются «аналоговыми» параметрами точки пространства, а не дискретными. Поэтому закон обратных квадратов для расходящейся волны работает и интенсивность волны по мере удаления от условного точечного источника падает плавно, а не ступенчато.
Никакой интерференционной картины от единичного фотона в двухщелевых опытах никто не наблюдал. У одного фотона слишком мало энергии, чтобы создать целую картину (разве что матрица из ФЭУ смогла бы тут чем-то помочь). Наблюдение интерференционной картины это всегда сбор статистики от огромного числа взаимодействий поле-материя. И поскольку явление отъема от электромагнитного поля кванта энергии и поглощения её материей носит вероятностный характер, интерференционная картина просто показывает статистическое распределение вероятности того, что именно в этом месте на этом атоме произойдет квантованный обмен энергией между полем и материей.
Поэтому в двухщелевых опытах, где даже при испускании единичного фотона наблюдали интерференционную картину, и интерпретировали это как парадокс, что фотон пролетает через обе щели одновременно, или что он является одновременно демонстрирует поведение и частицы, и волны, на самом деле «фотон запускали »миллион миллионов раз, и наблюдали в качестве интерференционной картины пространственное распределение вероятности поглощения энергии конкретной точкой материи путем отъема её у электромагнитного поля.
Сами по себе опыты с испусканием одиночного фотона несут в себе коварство из-за способа, которым достигается излучение якобы одиночного фотона. Классический способ в виде источника когерентного излучения в виде лазера, за которым установлена череда нейтрально-серых фильтров, дающих ослабление интенсивности луча ровно настолько, что получившая мощность излучения такова, что, учитывая энергию одного фотона, в любой произвольно взятый момент времени между источником и мишенью должно быть не более 1 фотона, на самом деле дает непрерывную электромагнитную волну чертовски слабой интенсивности (она непрерывна, монохроматична и когерентна по самой природе лазера), что совсем не одно и то же, как если бы фотон испускался в результате спонтанного процесс, например, ядерного распада. Поэтому опыты с неправильным дизайном дают вводящие в заблуждение результаты.
Хотите посмотреть это видео?
Ещё один прекрасный пример, что даже такую замечательную и точную науку как физику можно запросто превратить в спекулятивную, запутанную и хайповую дрянь.
Да, то, что мы живём в отрицательное время, давно понятно!
Эксперимент по квантовой физике выявил странное явление «отрицательного времени»