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/ NetNews Usenet Archive 1992 #27 / NN_1992_27.iso / spool / sci / physics / 18991 < prev    next >
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Text File  |  1992-11-17  |  7.1 KB  |  176 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 objections to Sarfatti's FTL expt.
  5. Message-ID: <Bxtu21.GEL@well.sf.ca.us>
  6. Sender: news@well.sf.ca.us
  7. Organization: Whole Earth 'Lectronic Link
  8. Date: Mon, 16 Nov 1992 20:54:00 GMT
  9. Lines: 165
  10.  
  11.  
  12. *Sarfatti comments*
  13. Subject: Re: Ramsay's questions to Sarfatti
  14. References: <BxqM80.KDw@well.sf.ca.us>
  15.  
  16. Organization: University of British Columbia, Vancouver, B.C., Canada
  17.  
  18.  
  19. I asked:
  20. |What exactly is it that you are saying is invalid about the notation
  21. |you've been using?  Why was it a mistake for you to represent the
  22. |action of the phase plate upon the "A" photon as a unitary operator
  23. |U(1/2) (which you now replace with two operators)?
  24.  
  25. In article <BxqM80.KDw@well.sf.ca.us> sarfatti@well.sf.ca.us
  26. (Jack Sarfatti) writes:
  27. |Because physically there are different pieces of equipment in the two
  28. |paths. Each piece is represented by a local unitary operator.
  29.  
  30. This is not very much of an explanation.
  31.  
  32. *Of course it is.*
  33.  
  34. What constitutes a separate "piece of equipment"? Suppose we weld all
  35. of the mirrors and such which are in the "transmitter" end of the
  36. apparatus to the lab bench, so as to make them one solid object. In
  37. what sense are you *obliged* to treat them as "separate", and use
  38. multiple unitary operators in the way you now plan to do? What was
  39. wrong, in your mind, with regarding them as producing one unitary
  40. evolution of the photon-- aside from its predicting that your "effect"
  41. is not there?
  42.  
  43. *Then you tell me. How would you do it? How do you describe:
  44. 1. action of a variable phase plate on a one-photon ket.
  45. 2. action of a half-wave plate on a one-photon ket.*
  46.  
  47.  
  48. Suppose we consider just the transmitter end of the apparatus, and
  49. "feed" it a photon in prepared in a state z1|a,+>+z2|a,->, where
  50. |z1|^2+|z2|^2=1 for normalization. You have the `+' polarized state
  51. |a,+> evolve into |a,e,+> and the `-' state evolve into a state
  52. |a,o,+> (by separating it off and changing its polarization).
  53.  
  54. *OK*
  55.  
  56. The bracket of this evolved state z1|a,e,+> + z2|a,o,+> with itself is
  57.  
  58.         |z1|^2 <a,e,+|a,e,+> + |z2|^2 <a,o,+|a,o,+>
  59.         z1z2*  <a,e,+|a,o,+> + z2zq*  <a,o,+|a,e,+>
  60.  
  61.        =  1 + 2 Re{ z1 z2* <a,e,+|a,o,+>}.
  62.  
  63. *OK*
  64.  
  65. Now, this evolved state represents a state of the photon, so it has to
  66. be normalized: the above has to be 1. The only way to do this for all
  67. relevant choices of z1 and z2 is for <a,e,+|a,o,+> = 0. Any other
  68. assumed value of that bracket yields real problems.
  69.  
  70. *Mathematically false, Ramsay! Yes,as I wrote several times already:
  71.  
  72. <a,e,+|a,o,+> = 0 is a sufficient condition but not necessary! Another
  73. possible solution is:
  74.  
  75. Re{ z1 z2* <a,e,+|a,o,+>} = 0
  76.  
  77. that is,
  78.  
  79. argz1 - argz2 + arg<a,e,+|a,o,+> = pi/2
  80.  
  81. IF we are dealing with a one-photon coherent superposition. However, and
  82. this is crucial - in the actual problem of quantum connection communication
  83. we are not dealing with a one-photon coherent superposition but with an
  84. initially entangled photon-pair - this makes an enormous difference in the
  85. mathematics!  Specifically z1 and z2 are not c-numbers as they are in the
  86. one-photon case that you describe above. Rather,
  87.  
  88. z1 -> z1|b,e,+>
  89.  
  90. z2 -> z2|b,o,->
  91.  
  92. and <b,o,-|b,e,+> = 0
  93.  
  94. Therefore,
  95.  
  96. Re{ z1 z2* <a,e,+|a,o,+>} is replaced by
  97.  
  98. Re{ <b,o,-|b,e,+>z1 z2* <a,e,+|a,o,+>}
  99.  
  100. which is automatically zero without any unitarity constraint on
  101.  
  102. argz1 - argz2 + arg<a,e,+|a,o,+>
  103.  
  104. which is entirely an artifact of the one-photon problem with zero
  105. connection. The pair connection removes that particular unitarity
  106. constraint.
  107.  
  108. The main reason your critique is wrong is that you have not sufficiently
  109. distinguished the essential mathematical difference between the one-photon
  110. problem with zero connection and the two-photon problem with non-zero
  111. connection (entanglement).*
  112.  
  113.  
  114. The reason that "probability is conserved" for your pair of photons,
  115. with your calculations, is that you have two such errors compensating
  116. each other. The magnitude of one component is decreased and the
  117. magnitude of another is increased, by exactly this same spurious
  118. quantity. If you fed the apparatus just one component or the other, as
  119. shown here, you'd find that "probability is conserved" breaks down for
  120. your calculations. If, however, you believe what the calculations
  121. really were telling you-- and this was a mathematical consequence of
  122. things which you wrote down-- that <a,e,+|a,o,+> remains 0, there is
  123. no problem.
  124.  
  125. *What you say here is all wrong for reasons I just gave.  What do you mean
  126. by "one component"? Do you mean the one-photon problem which is physically
  127. irrelevant. Do you mean putting only e beam thorugh -blocking off o beam?
  128. You seem to ignore the "wholistic" nature of quantum mechanics - changing
  129. the conditions of an experiment changes the experiment as Bohr stressed. I
  130. think, Ramsay, you are arguing aganst my model by comparing apples to
  131. oranges.*
  132.  
  133. The only justification you've given for asserting that the states
  134. describing photons in the two beams, immediately before being detected
  135. in the detector, have a non-zero bracket with each other is that they
  136. are detected in the same "spot" roughly.
  137.  
  138. *No that's not the only justification. 1) I gave above a demonstration that
  139. the math does not require <a,e,+|a,o,+> = 0 in the pair case, not even in
  140. the one-photon case. Furthermore, on physical grounds, the kets are simply
  141. another way to describe Feynman histories, so on physical grounds since the
  142. polarization distinction is erased by the half-waveplate, and since both
  143. beams will , either be sent through a recombiner, or detected by one
  144. counter - clamped so that individual recoils are not detected, the
  145. amplitudes for the two "indisitinguishable alternatives" add coherently!
  146. To avoid confusion, lets restrict ourselves to the relevant photon pair
  147. case. I am then talking about adding two pair amplitudes coherently. Each
  148. amplitude has the receiver photon b arrive at the same counter, say e'+
  149. while its twin transmitter photon a either takes e or o path to the same
  150. fixed transmitter counter.*
  151.  
  152.  
  153. This is still a very handwavy, and incorrect, treatment of the optics. If
  154. you squint your eyes, the two states arriving in the detector look a lot
  155. alike. But they are distinguishable by their momenta-- so they couldn't
  156. possibly be parallel or differ only by a phase.
  157.  
  158. *False! Read Bohr's account of his discussion with Einstein on this very
  159. question. If the counter is clamped there is no recoil measurement that can
  160. distinguish different momenta! Also |a,e(o),+> are primarily spin states.
  161. When the counter is clamped - recoil taken up by entire earth so to speak-
  162. the space-part of the photon state is a coherent superposition of momentum
  163. eigenstates like a converging spherical wave if it is focused by a lens to
  164. the counter - so there is no collapse into linear momentum recoil states.
  165. L.S. Bartell (Dept. of Chem, U Mich Ann Arbor published papers in Physical
  166. Review on all this in late 70's.*
  167.  
  168. You are now having to make this rather arbitrary "adjustment" in your
  169. discussion of how the "transmitter" photon is affected by passing
  170. through the optical equipment in order to cover for it.
  171.  
  172. *No, I think your physical picture is not right.*
  173.  
  174. Keith Ramsay
  175. ramsay@unixg.ubc.ca
  176.