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/ NetNews Usenet Archive 1992 #18 / NN_1992_18.iso / spool / sci / physics / 12911 < prev    next >
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Text File  |  1992-08-16  |  5.6 KB  |  119 lines

  1. Newsgroups: sci.physics
  2. Path: sparky!uunet!sun-barr!ames!pacbell.com!well!sarfatti
  3. From: sarfatti@well.sf.ca.us (Jack Sarfatti)
  4. Subject: New Time Arrow & Zero Point Engine?
  5. Message-ID: <Bt3Jvq.GK@well.sf.ca.us>
  6. Sender: news@well.sf.ca.us
  7. Organization: Whole Earth 'Lectronic Link
  8. Date: Sun, 16 Aug 1992 22:02:13 GMT
  9. Lines: 108
  10.  
  11.  
  12. FINAL SOLUTION OF THE SUPERLUMINAL QUANTUM CONNECTION COMMUNICATION
  13. PROBLEM
  14. by Jack Sarfatti
  15.  
  16. ABSTRACT
  17. It is shown that either I communication on the quantum connection is
  18. impossible, or II if it is possible then: i. traditional "retarded"
  19. causality (causes always before effects) is wrong; ii. parity is
  20. violated; iii. time reversal symmetry is violated giving a new arrow of
  21. time; iv: useful coherent energy can be drawn out of random zero point
  22. quantum vacuum fluctuations by an optically induced first order vacuum
  23. phase transition. The basic quantum mechanical equations are consistent
  24. with either possibility.
  25.  
  26. The remark by the brilliant UCB physics graduate student Aephraim
  27. Steinberg that the net reflection phase shift of a beam recombiner must
  28. be pi/2 in order to have both time reversal symmetry and no cohering of
  29. useful energy out of apparently random quantum vacuum fluctuations is
  30. absolutely true in my opinion after having worked out several special
  31. cases in detail.
  32.  
  33. Aephraim's basic argument is
  34.  
  35. "It can be shown from unitarity or from time-reversal
  36. symmetry that this phase is always plus or minus pi/2.(For
  37. any lossless beam-splitter, not just 50/50.) Thus cos(b) is
  38. always 0, so p(e)=p(o), and there is no communication.
  39.  
  40. Born & Wolf treats it, Cohen-Tannoudji does it for general Schrodinger
  41. barriers,and Ou & Mandel had a paper on it a few years back.
  42.  
  43. As for the Fresnel equations, think of the simplest beam-splitter,
  44. a thin sheet of glass which reflects 4% at each surface (we'll half-
  45. justifiably ignore multiple reflections for now).The amplitude for
  46. transmission is just exp(ikd) to lowest order, where
  47. k is the wavevector and d is the thickness. The amplitude for reflection
  48. off the front surface is +0.2, no pi phase shift.The amplitude for
  49. reflection off the back surface is -0.2exp(2ikd),where there is the pi
  50. phase shift you noted, but there are two path lengths of d.If you add
  51. the two phasors, you can see that the phase of the resultant is the
  52. average of the two inital phases (2kd and pi),that is, kd+pi/2, that is,
  53. phi(r)=pi/2 + phi(t) as claimed.
  54.  
  55. If you do it carefully for the infinite sum, you also get the right
  56. answer,of course, that's just a plausibility argument in response to
  57. your question about the Fresnel relations.
  58.  
  59. The general argument is easiest by time-reversal symmetry.
  60.  
  61. Suppose our input ports are I1 and I2, going into outputs O1 and O2.
  62. If the amplitude incident on I1 is 1 and on I2 is 0, t comes out in O1
  63. and r comes out in O2.Let us now time-reverse this, assuming a symmetric
  64. beam-splitter (so r and t are the same from either side).
  65. Now t* comes in O1 and r* comes in O2, so t*t+r*r comes out I1 and
  66. t*r + r*t comes out I2. But we know nothing originally went into I2, so
  67. t*r + r*t = 2Re (t*r) = 0.That is, if we write t*r as |t||r|exp(iphi(r)-
  68. iphi(t)), cos(phi(r)-phi(t))=0, so the phases differ by plus or minus 90
  69. degrees.There are other ways of showing this.If it's lossless but not
  70. symmetric, then the AVERAGE of the two different reflection phase shifts
  71. still differs from the transmission phase shift by 90 degrees.
  72. If it's lossy, you can put an upper bound on that cosine, you can derive
  73. it yourself or I can look for my old notes if you're curious.
  74. I don't think it's reasonable to think that the losses would HELP you in
  75. your scheme, though.(I admit I don't immediately understand how to
  76. demonstrate this latter guess though.)
  77.  
  78. Hope this is clear,
  79. aephraim."
  80.  
  81.  
  82. Looking at Aephraim's micro-model "..but there are two path lengths of
  83. d.." I suggested an optical inhomogeneity in one of those paths giving
  84. an extra phase theta.
  85.  
  86. If the pi and zero phase shifts from the external and internal
  87. reflections from local Fresnal matching conditions continues to hold
  88. independent of the theta then we have a contradiction with time reversal
  89. invariance and, more seriously, with conservation of energy.
  90.  
  91. The effective phase difference would then be b = (theta + pi)/2. There
  92. is generally a "resonance" term in t*r + r*t (i.e., cos{kd + theta/2 -
  93. pi/2} multiplying cos(theta+pi/2), in lowest order for small reflection
  94. and ignoring multiple reflections) which allows it to vanish even when
  95. theta is not zero. But that is only a special case when the thickness d
  96. of the plate is tuned to the particular theta from the controllable
  97. optical doping.
  98.  
  99. What happens in general when we are "off resonance"? Only two things can
  100. happen either, I. the optical doping inside the glass plate changes the
  101. boundary conditions at the front and back faces of the glass plate in
  102. such a way that 0 and pi are no longer the phase shifts there so that
  103. the net shift is still b = pi/2. In other words the internal theta shift
  104. from the inhomogeneity is somehow screened out. This is interesting in
  105. its own right.
  106.  
  107. Or, II the theta screening does not happen, the 0 and pi surface shifts
  108. persist. If that happens, then time reversal symmetry is broken giving a
  109. new arrow of time, and in order to preserve conservation of energy the
  110. plate will cohere random quantum zero-point fluctuation energy into
  111. additional real photons (depending on theta it can also absorb incident
  112. photons into the vacuum).
  113.  
  114. The reason that II cannot be rejected as absurd out of hand is that the
  115. quantum equations by themselves make perfect sense, conserving locally
  116. observable detector probabilities for any value of b. Let experiment
  117. decide!
  118.  
  119.