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/ NetNews Usenet Archive 1993 #1 / NN_1993_1.iso / spool / sci / physics / 22653 < prev    next >
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Internet Message Format  |  1993-01-12  |  4.4 KB

  1. Path: sparky!uunet!cs.utexas.edu!zaphod.mps.ohio-state.edu!howland.reston.ans.net!spool.mu.edu!agate!physics3!aephraim
  2. From: aephraim@physics3 (Aephraim M. Steinberg)
  3. Newsgroups: sci.physics
  4. Subject: Re: Chiao's Quantum Eraser Experiment (repost)
  5. Date: 13 Jan 1993 00:44:02 GMT
  6. Organization: /etc/organization
  7. Lines: 82
  8. Message-ID: <1ivoki$eq6@agate.berkeley.edu>
  9. References: <1iamerINNkuq@flash.pax.tpa.com.au>
  10. NNTP-Posting-Host: physics3.berkeley.edu
  11.  
  12. In article <1iamerINNkuq@flash.pax.tpa.com.au> anon.281@pax.tpa.com.au writes:
  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. %Here's a diagram of the apparatus:
  27. %
  28. %                                     D
  29. %                 ____M____       |_______|
  30. %                    / \             /
  31. %          S ==> \\/     \       \\/
  32. %           __   /\\       \     /\\ <== F
  33. %Incident  |  \/             \ /
  34. %=======>==| C >           ======== <== B 
  35. %Photon    |__/\             / \
  36. %                \         /     \// <== F
  37. %                  \     /       //\
  38. %                 ___\_/___        __\___
  39. %                     M           |      |
  40. %                                     D
  41. %
  42. %C = Down Converter
  43. %S = Polarization Shifter
  44. %M = Mirrors
  45. %B = Beam Splitter
  46. %F = Polarizing Filters
  47. %D = Detectors
  48. %
  49. %
  50. %I assume that you can know the polarization of the incident photon on the
  51. %down-conversion crystal (otherwise you could not know which path each photon
  52. %took with the polarization shifter there anyway).  After one photon
  53. %has passed through the polarization shifter, we then have two photons polarized
  54. %at 90 degrees to each other.  Let's define the axis parallel to the direction
  55. %of polarization of one photon the x-axis, and the axis parallel to the direction
  56. %of polarization of the other photon the y-axis.  Now, my initial problem was
  57. %with understanding how the polarizing filters "erased" the information -
  58. %initially I had visualised the polarization of each filter being parallel to
  59. %each of the photons (which wouldn't work).  However, I think it *would* work in
  60. %erasing the information if the filters were each placed at 45 degrees to the x
  61. %and y axes, as then each filter would have a 50% chance of passing each
  62. %photon.  The orientation of the filters isn't described anywhere in the
  63. %article.  So is my understanding correct?
  64.  
  65. Your understanding is correct.  The two photons are produced horizontally
  66. polarized, and the waveplate (when positioned at 45 degrees to the hor-
  67. izontal) rotates one of them to vertical polarization.  We showed that
  68. as you change the waveplate angle from 0 to 45, the visibility drops from
  69. close to 100% down to 0.  
  70.  
  71. In order to "erase" the information, the polarizers must be placed at
  72. 45 degrees to the horizontal, as you conclude.  We also presented data
  73. showing how as you turned them towards 45, the visibility increased again.
  74.  
  75. Actually, you can also place one at 45 and the other at -45; in this
  76. case, you get an "antifringe."  Instead of a dip, you observe a peak.
  77.  
  78. All of these phenomena can also be understood as a manifestation of the
  79. effective spin-singlet state produced by the interferometer, which is
  80. the same kind used in studies of Bell Inequalities.  Individually, the
  81. photons are unpolarized, but whenever you detect a photon at one port
  82. after a polarizer, the other photon immediately becomes orthogonally
  83. polarized.  Once you change the path lengths to move off the dip, however,
  84. this changes, and you simply have two non-interfering photons, one
  85. horizontal and one vertical.  In that case, if you put both polarizers
  86. at 0 degrees, you get no counts at all even away from the dip.  On the
  87. other hand, if you put one at 0 and the other at 90 so you get a lot of
  88. counts far from the "dip," you also get a lot of counts at the "dip."
  89. -- 
  90. Aephraim M. Steinberg                    | "WHY must I treat the measuring
  91. UCB Physics                              | device classically??  What will
  92. aephraim@physics.berkeley.edu            | happen to me if I don't??"
  93.                                          |       -- Eugene Wigner
  94.