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/ NetNews Usenet Archive 1992 #27 / NN_1992_27.iso / spool / sci / physics / 18933 < prev    next >
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Internet Message Format  |  1992-11-15  |  3.6 KB

  1. Path: sparky!uunet!haven.umd.edu!darwin.sura.net!zaphod.mps.ohio-state.edu!sol.ctr.columbia.edu!destroyer!cs.ubc.ca!unixg.ubc.ca!ramsay
  2. From: ramsay@unixg.ubc.ca (Keith Ramsay)
  3. Newsgroups: sci.physics
  4. Subject: Re: Ramsay's questions to Sarfatti
  5. Date: 16 Nov 1992 03:11:06 GMT
  6. Organization: University of British Columbia, Vancouver, B.C., Canada
  7. Lines: 66
  8. Message-ID: <1e73gaINN7od@iskut.ucs.ubc.ca>
  9. References: <BxqM80.KDw@well.sf.ca.us>
  10. NNTP-Posting-Host: unixg.ubc.ca
  11.  
  12. I asked:
  13. |What exactly is it that you are saying is invalid about the notation
  14. |you've been using?  Why was it a mistake for you to represent the
  15. |action of the phase plate upon the "A" photon as a unitary operator
  16. |U(1/2) (which you now replace with two operators)?
  17.  
  18. In article <BxqM80.KDw@well.sf.ca.us> sarfatti@well.sf.ca.us 
  19. (Jack Sarfatti) writes:
  20. |Because physically there are different pieces of equipment in the two
  21. |paths. Each piece is represented by a local unitary operator.
  22.  
  23. This is not very much of an explanation.
  24.  
  25. What constitutes a separate "piece of equipment"? Suppose we weld all
  26. of the mirrors and such which are in the "transmitter" end of the
  27. apparatus to the lab bench, so as to make them one solid object. In
  28. what sense are you *obliged* to treat them as "separate", and use
  29. multiple unitary operators in the way you now plan to do? What was
  30. wrong, in your mind, with regarding them as producing one unitary
  31. evolution of the photon-- aside from its predicting that your "effect"
  32. is not there?
  33.  
  34. Suppose we consider just the transmitter end of the apparatus, and
  35. "feed" it a photon in prepared in a state z1|a,+>+z2|a,->, where
  36. |z1|^2+|z2|^2=1 for normalization. You have the `+' polarized state
  37. |a,+> evolve into |a,e,+> and the `-' state evolve into a state
  38. |a,o,+> (by separating it off and changing its polarization).
  39.  
  40. The bracket of this evolved state z1|a,e,+> + z2|a,o,+> with itself is
  41.  
  42.         |z1|^2 <a,e,+|a,e,+> + |z2|^2 <a,o,+|a,o,+>
  43.         z1z2*  <a,e,+|a,o,+> + z2zq*  <a,o,+|a,e,+>
  44.  
  45.        =  1 + 2 Re{ z1 z2* <a,e,+|a,o,+>}.
  46.  
  47. Now, this evolved state represents a state of the photon, so it has to
  48. be normalized: the above has to be 1. The only way to do this for all
  49. relevant choices of z1 and z2 is for <a,e,+|a,o,+> = 0. Any other
  50. assumed value of that bracket yields real problems.
  51.  
  52. The reason that "probability is conserved" for your pair of photons,
  53. with your calculations, is that you have two such errors compensating
  54. each other. The magnitude of one component is decreased and the
  55. magnitude of another is increased, by exactly this same spurious
  56. quantity. If you fed the apparatus just one component or the other, as
  57. shown here, you'd find that "probability is conserved" breaks down for
  58. your calculations. If, however, you believe what the calculations
  59. really were telling you-- and this was a mathematical consequence of
  60. things which you wrote down-- that <a,e,+|a,o,+> remains 0, there is
  61. no problem.
  62.  
  63. The only justification you've given for asserting that the states
  64. describing photons in the two beams, immediately before being detected
  65. in the detector, have a non-zero bracket with each other is that they
  66. are detected in the same "spot" roughly. This is still a very
  67. handwavy, and incorrect, treatment of the optics. If you squint your
  68. eyes, the two states arriving in the detector look a lot alike. But
  69. they are distinguishable by their momenta-- so they couldn't possibly
  70. be parallel or differ only by a phase.
  71.  
  72. You are now having to make this rather arbitrary "adjustment" in your
  73. discussion of how the "transmitter" photon is affected by passing
  74. through the optical equipment in order to cover for it.
  75.  
  76. Keith Ramsay
  77. ramsay@unixg.ubc.ca
  78.