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/ NetNews Usenet Archive 1992 #18 / NN_1992_18.iso / spool / sci / physics / 12960 < prev    next >
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Internet Message Format  |  1992-08-17  |  4.2 KB

  1. Path: sparky!uunet!usc!sdd.hp.com!uakari.primate.wisc.edu!ames!pacbell.com!well!sarfatti
  2. From: sarfatti@well.sf.ca.us (Jack Sarfatti)
  3. Newsgroups: sci.physics
  4. Subject: Correction Aephraim's Subtle Error -FTL Alive!
  5. Message-ID: <Bt5My0.G9F@well.sf.ca.us>
  6. Date: 18 Aug 92 01:03:36 GMT
  7. Sender: news@well.sf.ca.us
  8. Organization: Whole Earth 'Lectronic Link
  9. Lines: 77
  10.  
  11.  
  12. Sarfatti's correction of error in Aephraim's energy-conservation
  13. argument that the phase shift of a beam recombiner is 90 degrees.
  14. Aerphraim's subtle conceptual error was to assume that the same plate
  15. acting in two different modes (i.e., as a beam splitter with one input,
  16. and as a beam recombiner with two inputs) will have the same net phase
  17. shift between the outputs.
  18.  
  19. #1 How do you reconcile your micro-model of the reflection phase shift
  20. of the plate i.e. 2kd + pi -> kd + pi/2 (average) with transmission kd
  21. with time reversal symmetry etc. if the forward path d1 is different
  22. from return path d2  (by local optical inhomogeneity in return path
  23. back to front) so that  k(d1+d2)/2 + pi/2 -kd1 = k(d2-d1)/2 + pi/2 = b.
  24. Thus cos(b) not equal to zero. There would have to be some kind of
  25. breakdown of Fresnel equations, some kind of screening of the optical
  26. inhomogeneity so that b is forced to be pi/2? However, there is an
  27. alternative.
  28.  
  29.  
  30. #2 The net reflection phase shift b of plate used as a beam splitter
  31. need not be the same as the net reflection phase shift B of the same
  32. plate used a beam recombiner since the total experimental arrangement
  33. is different in the two cases. Only the assumption of locality, which
  34. contradicts quantum mechanics, would require such an identification. It
  35. is B that is relevant to the superluminal communication problem. Thus,
  36. given: 1 amplitude into I1, 0 amplitude into I2, t amplitude out O1, r
  37. amplitude out O2. This defines experiment I in which the plate acts
  38. like a beam splitter of one incident beam. Now consider a different
  39. experiment (i.e., II) on the same plate. The input amplitude into O1 is
  40. t* and the input amplitude into O2 is r*. There is no apriori reason to
  41. assume that the same plate will respond to two inputs into both output
  42. ports (i.e. phase shift B) with the same net phase shift b that it
  43. responds to one input into one of the two input ports.  We can still
  44. conserve energy! There is no need to perturb the vacuum. The time-
  45. reversed amplitude into O1 is t*. Similarly, r* is into O2. Since we
  46. are breaking time-reversal symmetry, the output amplitude from I1 is
  47. t*T + r*R where T is not same as t and R is not same as r as it would
  48. be if time-reversal symmetry were true. Similarly, the output from I2
  49. is t*R + r*T. Conservation of energy is
  50. 1 = r*r + t*t = (t*T + r*R)(tT* + rR*) + (t*R + r*T)(tR* + rT*)
  51. =|t|^2|T|^2+|r|^2|R|^2+r*tRT*+rt*R*T+|t|^2|R|^2+|r|^2|T|^2+r*tR*T+r*tR*
  52. T
  53. But |r|^2 + |t|^2 = 1 and |R|^2 + |T|^2 = 1, Therefore,
  54. 1 = |t|^2|T|^2+|r|^2|R|^2+|t|^2|R|^2+|r|^2|T|^2
  55. and
  56. 0 =r*tRT*+rt*R*T+r*tR*T+r*tR*T
  57. r = |r|e^iphi(r) etc.
  58. b = phi(r) - phi(t) is net reflection phase shift in beam splitter mode
  59. B = phi(R) - phi(B) is net reflection phase shift in beam recombiner
  60. mode
  61. Therefore,
  62. cos(b+B) + cos(b-B) = 0
  63. or
  64. cosb cosB = 0
  65. From time reversal symmetry in the beam splitter mode b = pi/2 so that
  66. B is free to be anything without violating conservation of energy in
  67. the beam recombiner mode.
  68.  
  69. We can assume that |T| = |t| and |r| = |R|. Explicitly, in the beam
  70. recombiner mode, with two non-zero inputs and two non-zero outputs. The
  71. input intensities are |t|^2 into O1 and |r|^2 into O2. The output
  72. intensities are:
  73.  
  74. (t*T + r*R)(tT* + rR*) = |t|^2|T|^2+ |r|^2|R|^2 + r*tRT*+ rt*R*T
  75. = |t|^4 + |r|^4 + 2|r|^2|t|^2 cos (b-B)
  76. = |t|^4 + |r|^4 + 2|r|^2|t|^2 cos (pi/2-B)
  77. = |t|^4 + |r|^4 + 2|r|^2|t|^2 sinB     for I1,
  78. the output intensity from I2 is
  79. (t*R + r*T)(tR* + rT*) = |t|^2|R|^2 + |r|^2|T|^2 + r*tR*T + r*tR*T
  80. = |t|^2|r|^2 + |r|^2|t|^2 + 2|r|^2|t|^2 cos (b+B)
  81. = |t|^2|r|^2 + |r|^2|t|^2 + 2|r|^2|t|^2 cos (pi/2+B)
  82. = 2|r|^2|t|^2 - 2|r|^2|t|^2 sinB
  83. Therefore, I modify my recent remarks. We can get superluminal
  84. communication since cosB in the recombiner mode can be non zero. We do
  85. not require breaking time reversal symmetry and we do not require
  86. perturbing the vacuum, though that might also happen because the
  87. question in #1 above in the beam splitter mode is not resolved.
  88.