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/ NetNews Usenet Archive 1992 #27 / NN_1992_27.iso / spool / sci / physics / 19279 < prev    next >
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Text File  |  1992-11-19  |  7.1 KB  |  172 lines

  1. Newsgroups: sci.physics
  2. Path: sparky!uunet!well!sarfatti
  3. From: sarfatti@well.sf.ca.us (Jack Sarfatti)
  4. Subject: re:Ramsay's misconceptions of standard QM
  5. Message-ID: <By043r.so@well.sf.ca.us>
  6. Sender: news@well.sf.ca.us
  7. Organization: Whole Earth 'Lectronic Link
  8. Date: Fri, 20 Nov 1992 06:16:38 GMT
  9. Lines: 161
  10.  
  11.  
  12. From: ramsay@unixg.ubc.ca (Keith Ramsay)
  13. Newsgroups: sci.physics
  14. Subject: Re: Photon pair Mach-Zehnder Interferometer IV
  15. Date: 20 Nov 1992 04:46:51 GMT
  16. Organization: University of British Columbia, Vancouver, B.C., Canada
  17. Lines: 96
  18. Message-ID: <1ehqjrINN1eb@iskut.ucs.ubc.ca>
  19. References: <BxyF6I.76v@well.sf.ca.us>
  20. NNTP-Posting-Host: unixg.ubc.ca
  21.  
  22. Sarfatti discusses a "Mach-Zehnder Interferometer":
  23. |* Note that phi is definite. There is no reason to assume that phi is
  24. |random as Ramsay requires.
  25.  
  26. I do not so "require" for *all* experiments. I only require that if
  27. there are phase differences, that they be taken accurately into
  28. account.
  29.  
  30. *Ramsay - the point is there is only one phase difference phi - or rather
  31. one with a small dispersion much less than 2pi. This is very unlike the
  32. case of a 2-slit arrangement in which your point would be correct. If I
  33. tried to used a standard 2-slit with screen in transmitter the device would
  34. not work because of the sum over all phases 0 to 2pi. In contrast, the MZ
  35. has a sharp phase.*
  36.  
  37. |According to Ramsay:
  38.  
  39. I'd be careful attributing to me claims about an experiment which we
  40. haven't discussed yet!
  41.  
  42. *? - I have bee ndiscussing an experiment what have you been discussing?*
  43.  
  44.  
  45. Let me suggest that in the future, we try to limit our use of
  46. "argument by analogy" between different experiments since it seems not
  47. to be helpful, in either direction.
  48.  
  49. |Note that the relative phase shift of the beam splitter is not frozen in
  50. |stone like the Ten Commandments but adjusts itself globally to the
  51. boundary
  52. |conditions or "total experimental arrangement" - in this case the setting
  53. |on the variable phase plate.
  54.  
  55. Who's the supplier of your optical equipment? :-) You're implying that
  56. the sort of interaction that the beam splitter has with photons
  57. passing through it varies somehow, without giving a reasonable
  58. physical basis for it.
  59.  
  60. *Look at Bohm's quantum potential approach to QM for a clear example of
  61. nonlocal influences which is implicit in Copenhagen interpretation if you
  62. read Bohr.  You are thinking locally I mean classically Ramsay not quantum
  63. mechanically. But the main thing is that I have shown that the standard
  64. formalism allows quantum conneciton commuication.*
  65.  
  66. Beam splitters have optical properties (index
  67. of refraction, reflectivity, etc.), which determine the relative phase
  68. shift. If you claim that it changes, you'll have to explain why its
  69. optical properties have changed.
  70.  
  71. *because of nonlocal quantum action at a distance - especially clear in
  72. Bohm's formulation*
  73.  
  74.  
  75. |#4 Now insert a half-waveplate in the o-space path. The unitary operator
  76. |U(o:1/2) only acts locally and unitarily in the o-path because that is
  77. |physically where the plate is. There is no half-wave plate in the e-path.
  78. |Ramsay seems to get confused on this, falsely applying the unitary
  79. operator to the entire state - which is wrong standard quantum mechanics
  80. (SQM).
  81.  
  82. No, Sarfatti. Remember that you yourself described the experiment
  83. having the operators act on the state of the photon (the "whole
  84. thing"), until it turned out to contradict your "indistinguishability"
  85. claim about photons in the two paths.
  86.  
  87. *I did nothing of the sort Ramsay. You are totally distorting what I
  88. claimed. You might have thought I claimed it because of defects in my
  89. notation but I have always been clear that the different pieces of physical
  90. apparatus act locally - dynamics is local, connection is nonlocal. That is
  91. ordinary forces are local but quantum actions are not! They are distinct!*
  92.  
  93. Standard quantum mechanics talks about transformations of the state,
  94. and asserts that the operators producing them are unitary (until
  95. measurement, of course). Where does it say, "but in some cases you
  96. have to break the state space into pieces; the operator acts
  97. unitarily, but only on each piece"? I think this is just your invention.
  98.  
  99. *Ramsay you are being incredibly thick-headed over something very simple
  100. and obvious. Do you mean to say that a half wave-plate stuck into the o-
  101. beam of a doubly refracting crystal will not only rotate the plane of
  102. polarization of the o beam but also of the e-beam.  Well that would be
  103. something if true! It is not true. But my predicted fringe shift at the
  104. receiver end I think is true.*
  105.  
  106. |Preamble:Ramsay's remarks about summing over phi are clearly wrong as he
  107. |has not conceptually distinguished between a 2-slit experiment and a Mach-
  108. |Zehnder experiment.
  109.  
  110. This is inaccurate; I am aware of the difference.
  111.  
  112. *If you arem you are not being conmsistent.*
  113.  
  114. [diagrams and description]
  115. |The initial "entangled" (i.e. quantum-connected) photon-pair state is:
  116. |
  117. ||a,b> = {|a,e>|a,+>|b,+> + |a,o>|a,->|b,->}/sqrt2
  118. |
  119. |local unitary action of both phi-meter in e-path and 1/2 wave plate in o
  120. |path of photon a is "polarization disentanglement":
  121. |
  122. ||a,b> -> {e^iphi|a,e>|a,+>|b,+> + |a,o>|a,+>|b,->}/sqrt2
  123. |
  124. |       = |a,+>{e^iphi|a,e>|b,+> + |a,o>|b,->}/sqrt2 = |a,b>'
  125.  
  126. I trust you will agree that, more generally, the action of this
  127. optical apparatus upon a pair state
  128.  
  129.    |a,b> = z1 |a,e,+>|b,+> + z2 |a,o,->|b,+>
  130.           +z3 |a,e,+>|b,-> + z4 |a,o,->|b,->
  131.  
  132. *NO I don't agree. That is totally wrong physics. It ain't quantum
  133. mechanics! Show me one physical way to do what you have written. Just
  134. because you wrote it mathematically does not mean there is a real physical
  135. procedure to implement it. If there is, show it!*
  136.  
  137. with |z1|^2+|z2|^2+|z3|^2+|z4|^2=1, takes it to
  138.  
  139.    |a,b'> = e^{i*phi} z1 |a,e,+>|b,+> + z2 |a,o,+>|b,+>
  140.           +e^{i*phi} z3 |a,e,+>|b,-> + z4 |a,o,+>|b,->.
  141.  
  142. |The recombination at counter 1 induces
  143. |
  144. ||a,b>' -> |a,+>|1>{e^iphi|b,+> + |b,->}/sqrt2 = |a,b>'''
  145.  
  146. I still see no reason to believe this, and moreover, I see no natural
  147. way to extend such a transformation to the entire state space (which
  148. makes sense, that is). Unless it is defined on the whole state space,
  149. it is not a well-defined operator.
  150.  
  151. *Ramsay, this is nonsense. It ain't standard quantum mechanics.  Every
  152. physical process between measurements can be described by a unitary
  153. transformation of the initial state |i> into a final state |f>. That simply
  154. means <i|i> = <f|f> = 1. True, one can write an operator U that can act on
  155. any state you can mathematically construct. But the rsult of that action
  156. will be different for different inputs. I am only interested in a
  157. particular kind of input state passed through a particular apparatus
  158. described by a particular apparatus. Other inputs may or may not be of
  159. interest. Also you are not free to choose z1,z2,z3,z4 arbitrarily for the
  160. input state because of conservation laws of parity, angular momentum in em
  161. interaction as well as conservation of probability. So the "whole space" is
  162. really irrelevant to the physics!*
  163.  
  164. |<a,b|a,b> = '<a,b|a,b>' = '''<a,b|a,b>''' = 1
  165. |
  166. |so these transformations are unitary.
  167.  
  168. This also has to hold true for the action upon all the other vectors
  169. of the state-space, or it isn't really unitary.
  170.  
  171. *Bull tweedle!*
  172.