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/ NetNews Usenet Archive 1993 #1 / NN_1993_1.iso / spool / sci / physics / 22101 < prev    next >
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Internet Message Format  |  1993-01-04  |  5.3 KB

  1. Path: sparky!uunet!zaphod.mps.ohio-state.edu!sol.ctr.columbia.edu!flash.pax.tpa.com.au!flash.pax.tpa.com.au!not-for-mail
  2. From: anon.281@pax.tpa.com.au
  3. Newsgroups: sci.physics
  4. Subject: Chiao's Quantum Eraser Experiment (repost)
  5. Date: 5 Jan 1993 11:28:03 +1030
  6. Organization: PAX - Public Access Unix (Adelaide,South Australia) - Anonymous Service
  7. Lines: 106
  8. Sender: anon@flash.pax.tpa.com.au
  9. Message-ID: <1iamerINNkuq@flash.pax.tpa.com.au>
  10. Reply-To: anon.281@pax.tpa.com.au
  11. NNTP-Posting-Host: flash.pax.tpa.com.au
  12.  
  13.  
  14.  
  15. Here is a repost of a recent posting I made.  The other posting was cut
  16. off after a series of dashes I had in the posting due to the anonymous
  17. posting software. 
  18. =================
  19.  
  20. I have a question regarding the Quantum Eraser experiment described in
  21. Scientific American July 1992 (see below) performed by Raymond Y. Chiao of the
  22. University of California at Berkeley.  First the relevent passages from the
  23. article below (I think copyright laws allow me to do this for the purposes of
  24. discussion) then my question about the experiment.
  25.  
  26. >From Scientific American, July 1992, "Quantum Philosophy," p.76
  27. [Quote begins here; any spelling mistakes are my own.  I have placed words that
  28. I have inserted myself, to better describe the diagram below, in square
  29. brackets.]
  30. =============================================================================
  31.  
  32. Earlier this year Chiao's group passed a beam of light through a
  33. down-conversion crystal, generating two identical photons.  After being
  34. directed by mirrors along separate paths, the two photons crossed paths again
  35. at a half-silvered mirror [Beam Splitter] and then 
  36. entered two detectors.  Because it was
  37. impossible to know which photon ended up in which detector, each photon seemed
  38. to go both ways.  As in Mandel's experiment, the intereference pattern was
  39. revealed by lengthening one arm of the interferometer; a device called a
  40. coincidence counter showed the simultaneous firings of the two photon detectors
  41. rising and falling as the two wavelets entering each detector went in and out
  42. of phase.
  43.  
  44. Then the workers added a device to the interferometer that shifted the
  45. polarization of one set of photons by 90 degrees [Polarization Shifter].  
  46. If one things of a ray of
  47. light as an arrow, polarization is the orientation of the plane of the
  48. arrowhead.  One of the peculiarities of polarization is that it is a strictly
  49. binary property; photons are always polarized either vertically or
  50. horizontally.  The altered polarization served as a tag; by putting
  51. polarization detectors in front of the simple light detectors at the end of the
  52. routes, one could determine which route each photon had taken.  The two paths
  53. were no longer indistinguishable, and so the interference pattern disappeared.
  54.  
  55. Finally, Chiao's group inserted two devices that admitted only light polarized
  56. in one direction just in front of the detectors [Polarizing Filters].  
  57. The paths were indistinguishable again, and the interference pattern 
  58. reappeared.  Unlike Humpty-Dumpty, a collapsed wave function can be put back 
  59. together again.
  60. ===========================================================================
  61. [Quote ends here]
  62.  
  63. Here's a diagram of the apparatus:
  64.  
  65.                                      D
  66.                  ____M____       |_______|
  67.                     / \             /
  68.           S ==> \\/     \       \\/
  69.            __   /\\       \     /\\ <== F
  70. Incident  |  \/             \ /
  71. =======>==| C >           ======== <== B 
  72. Photon    |__/\             / \
  73.                 \         /     \// <== F
  74.                   \     /       //\
  75.                  ___\_/___        __\___
  76.                      M           |      |
  77.                                      D
  78.  
  79. C = Down Converter
  80. S = Polarization Shifter
  81. M = Mirrors
  82. B = Beam Splitter
  83. F = Polarizing Filters
  84. D = Detectors
  85.  
  86. (Sorry if the diagram isn't very clear - it's the best I can do with ASCII
  87. characters.)
  88.  
  89. I assume that you can know the polarization of the incident photon on the
  90. down-conversion crystal (otherwise you could not know which path each photon
  91. took with the polarization shifter there anyway).  After one photon
  92. has passed through the polarization shifter, we then have two photons polarized
  93. at 90 degrees to each other.  Let's define the axis parallel to the direction
  94. of polarization of one photon the x-axis, and the axis parallel to the direction
  95. of polarization of the other photon the y-axis.  Now, my initial problem was
  96. with understanding how the polarizing filters "erased" the information -
  97. initially I had visualised the polarization of each filter being parallel to
  98. each of the photons (which wouldn't work).  However, I think it *would* work in
  99. erasing the information if the filters were each placed at 45 degrees to the x
  100. and y axes, as then each filter would have a 50% chance of passing each
  101. photon.  The orientation of the filters isn't described anywhere in the
  102. article.  So is my understanding correct?
  103.  
  104. Thanks in advance,
  105.  
  106.             F.
  107.  
  108.  
  109. --
  110. ** Anonymity & Privacy by PAX - Public Access Unix (Adelaide,South Australia) **
  111.  
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  117.  
  118. For dialup Unix access phone +61-8-235-9010 - online registration.
  119.