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/ NetNews Usenet Archive 1993 #3 / NN_1993_3.iso / spool / sci / physics / 23335 < prev    next >
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Text File  |  1993-01-24  |  3.7 KB  |  83 lines

  1. Newsgroups: sci.physics
  2. Path: sparky!uunet!paladin.american.edu!gatech!destroyer!wsu-cs!igor.physics.wayne.edu!atems
  3. From: atems@igor.physics.wayne.edu (Dale Atems)
  4. Subject: Re: hidden variables
  5. Message-ID: <1993Jan23.175012.23680@cs.wayne.edu>
  6. Sender: usenet@cs.wayne.edu (Usenet News)
  7. Organization: Wayne State University, Detroit, MI
  8. References: <1993Jan16.062848.21938@cs.wayne.edu> <1993Jan21.020948.24425@cs.wayne.edu> <508@mtnmath.UUCP>
  9. Date: Sat, 23 Jan 1993 17:50:12 GMT
  10. Lines: 71
  11.  
  12. In article <508@mtnmath.UUCP> paul@mtnmath.UUCP (Paul Budnik) writes:
  13. >In article <1993Jan21.020948.24425@cs.wayne.edu>, atems@igor.physics.wayne.edu
  14. (Dale Atems) writes:
  15. >>[...]
  16. >> >Just consider the simple case of a photon traversing a reflective
  17. >> >polarizer. The wave function for this experiment exists on both sides of
  18. >> >the polarizer until and unless the photon is detected. If we assume there
  19. >> >is a microscopic event corresponding to the photon traversing the polarizer
  20. >> >then we must assume that the wave function on the other side of the polarize
  21. r
  22. >> >will go to 0 when this event occurs. But we will get the wrong answer if we
  23. >> >do that. [...]
  24. >>
  25. >> The answer to what question? [...]
  26. >
  27. >The answer to the question of what is the probability of observing the
  28. >photon on either side of the polarizer.
  29.  
  30. I was going to drop this whole line of discussion as it seems to me
  31. that you are deliberately distorting what I am saying, but on the
  32. chance that the confusion in this example is genuine, and perhaps
  33. even germane, I will reply.
  34.  
  35. I disagree that the statement that a microscopic event occurs when a
  36. photon traverses a polarizer implies that the photon's wave function
  37. collapses at that point. In the case of polarization by reflection,
  38. the reflected and transmitted waves are in distinct polarization
  39. states. At the Brewster angle, for instance, the reflected wave
  40. is a pure linearly polarized state while the transmitted wave is
  41. a superposition of linearly polarized states. Something has clearly
  42. happened to the photon's wave function on encountering the polarizer
  43. even though that something is not collapse.
  44.  
  45. To return to the case of a photon traversing a linear polarizer,
  46. suppose that the photon is already linearly polarized, say along x,
  47. and the polarizer's transmission axis is along x' making an angle @
  48. with x. One can write the spin part of the photon wave function
  49. on the near side of the polarizer as
  50.  
  51.       |psi> = |x> = cos@ |x'> + sin@ |y'> .
  52.  
  53. Now in the vicinity of the polarizer the exact photon wave function
  54. is undefined as we are dealing with a superposition of correlated
  55. photon-polarizer states. To make this concrete, let |0> refer to
  56. a polarizer that has passed a photon and |+> be a polarizer that
  57. has absorbed it (the '+' meaning that an atom or whatever in the
  58. polarizer has been excited). Then at the polarizer we have
  59.  
  60.       |psi> = cos@ |x',0> + sin@ |y',+> .
  61.  
  62. This is greatly oversimplified, of course, as a passed photon may
  63. really have been absorbed and reemitted, etc, i.e. I am making no
  64. assumptions about the exact nature of the microscopic event. 
  65.  
  66. The point I am trying to make is that while the wave function does
  67. not collapse at the polarizer, only the first term emerges. The
  68. probability that the photon will reach a detector at a distance
  69. L behind the polarizer is (cos@)^2 -- this is essentially Malus's
  70. law.  If we change the polarizer angle at some time, the change in
  71. detection probability will show up L/c later. This is a clear and
  72. unambiguous prediction of wave optics.
  73.  
  74. Please explain to me what you find wrong with this picture, and/or
  75. why it can't be applied to singlet state photons in an Aspect-
  76. type experiment.
  77.  
  78. ------
  79. Dale Atems
  80. Wayne State University, Detroit, MI
  81. Department of Physics and Astronomy
  82. atems@igor.physics.wayne.edu
  83.