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/ NetNews Usenet Archive 1993 #3 / NN_1993_3.iso / spool / sci / physics / 23449 < prev    next >
Encoding:
Internet Message Format  |  1993-01-25  |  3.3 KB
  1. Path: sparky!uunet!gatech!darwin.sura.net!spool.mu.edu!agate!physics3!aephraim
  2. From: aephraim@physics3 (Aephraim M. Steinberg)
  3. Newsgroups: sci.physics
  4. Subject: Re: photon 'detectors' - how reliable?
  5. Date: 25 Jan 1993 21:56:48 GMT
  6. Organization: /etc/organization
  7. Lines: 52
  8. Message-ID: <1k1nn0$b8d@agate.berkeley.edu>
  9. References: <wwadge.727584610@csr> <1jms14$ibn@agate.berkeley.edu> <1993Jan23.224608.16959@lynx.dac.northeastern.edu>
  10. NNTP-Posting-Host: physics3.berkeley.edu
  11.  
  12. In article <1993Jan23.224608.16959@lynx.dac.northeastern.edu> mkagalen@lynx.dac.northeastern.edu (michael kagalenko) writes:
  13. >In article <1jms14$ibn@agate.berkeley.edu> aephraim@physics3 (Aephraim M. Steinberg) writes:
  14. >>In article <wwadge.727584610@csr> wwadge@csr.UVic.CA (Bill  Wadge) writes:
  15. >>>I was browsing through one of the many 'pop' physics books,
  16. >>>
  17. >>> .. towards a detector which records every photon ..
  18. >>>
  19. >>>Is this possible? Can one really build a device so sensitive that it will
  20. >>>detect 100% reliably every photon that enters it, and never
  21. >>>go off by accident?
  22. >>>
  23. >>>Seems unlikely, but then I'm not a physicist ...
  24. >>
  25. >>Does seem unlikely, doesn't it?  But it will happen one day (just about).
  26. >>
  27. >No, it won't. It's general property of QM that if you have inelastic
  28. >scattering (photon-detector interaction is inelastic, of  course), there
  29. >always exists non-zero elastic part in the cross-section (see Landau's
  30. >QM I, chapter about non-elastic scattering). 
  31.  
  32. Thank you for the correction.  I haven't looked up the reference yet,
  33. but I can believe the result; by adding "(just about)" I mean to acknowledge
  34. that no process is 100% efficient, but that one could get arbitrarily
  35. close in principle.
  36.  
  37. Nonetheless, I am curious about a particular inelastic process which seems
  38. to me to be 100% efficient (in principle, of course), and I wonder whether
  39. (i) Some idealization I assume is not even possible in principle, OR
  40. (ii) Your statement holds not for cross-sections but rather for scattering
  41. amplitudes, implying that interference effects could be arranged to make
  42. the total elastic cross-section go to zero.
  43.  
  44. The instance I have in mind is a superconducting micromaser cavity.  If
  45. an atom in an excited state, whose excitation is resonant with the cavity,
  46. is sent through the maser, it has some chance of decaying.  As the atom  
  47. propagates through the cavity, it undergoes Rabi oscillations, emitting
  48. a photon, reabsorbing it, and so on.  Walther's group in Munich has
  49. shown that by correctly selecting the atom's velocity, it is possible to
  50. cause it to decay most of the time.  Now, if the cavity is lossless,
  51. it seems to me that there exist incident k-vectors for which the probability
  52. is exactly 100%.  True, in a real experiment, there is a superposition of
  53. different velocities, and the cavity isn't ENTIRELY lossless, but are these
  54. issues of fundamental importance, or is it perhaps unfair to neglect edge 
  55. effects when the atom enters or exits the cavity, or is my picture correct IN
  56. PRINCIPLE, and the theorem somehow evaded in this case?
  57.  
  58.  
  59. -- 
  60. Aephraim M. Steinberg                    | "WHY must I treat the measuring
  61. UCB Physics                              | device classically??  What will
  62. aephraim@physics.berkeley.edu            | happen to me if I don't??"
  63.                                          |       -- Eugene Wigner
  64.