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/ NetNews Usenet Archive 1992 #18 / NN_1992_18.iso / spool / sci / physics / 13223 < prev    next >
Encoding:
Internet Message Format  |  1992-08-21  |  3.5 KB
  1. Path: sparky!uunet!dtix!darwin.sura.net!cs.ucf.edu!news
  2. From: clarke@acme.ucf.edu (Thomas Clarke)
  3. Newsgroups: sci.physics
  4. Subject: Quantum Observer Paradox
  5. Message-ID: <1992Aug21.131120.16209@cs.ucf.edu>
  6. Date: 21 Aug 92 13:11:20 GMT
  7. Sender: news@cs.ucf.edu (News system)
  8. Organization: University of Central Florida
  9. Lines: 80
  10.  
  11. I posted the following scenario to one of the philosophy
  12. news groups a while back, but couldn't convince them that 
  13. there was anything paradoxical going on.
  14.  
  15. Do physicists see the same problem I see? At least a conceptual
  16. problem?
  17.  
  18. Set up two slits which are illuminated by photons from a 
  19. moveable light source.
  20.  
  21. Behind each slit put a coherent optical mixer with output at 3000 Hz.  
  22. [This is a device that mixes photons with laser light in a non-linear 
  23. crystal toproduce an electrical signal.  If all is done right the
  24. electrical signal is an "exact" replica of the light's electromagnetic 
  25. field, but at a lower frequency.  This might have to be done in two
  26. steps light -> infrared -> electrical, with apparatus cooled in LHe
  27. etc. etc., but I believe it is possible with today's technology]
  28.  
  29. Take the two electrical signals and apply them to earphones worn
  30. by an observer.
  31.  
  32. The question is what does s'he hear as the light source is moved around.
  33.  
  34. Clearly in classical limit (lots of photons) the phase of the 
  35. signals from the two slits vary so that she will have some perception
  36. of changes.  Actually, if lambda-light/slit-seperation equals 
  37. lamda-3000Hz-sound/ear-seperation (~=2) , then she should be able to point
  38. correctly in the direction of the light.
  39.  
  40. Now as the light is dimmed, eventually we reach the single photon regime
  41. of the classic two slit experiment.  S'he will hear something, since
  42. h-nu of light is much greater than kT and human hearing goes down to
  43. just above the thermal noise threshold at 3000 Hz, but what?  
  44. Will s'he be able to localize the noises s'he hears?
  45.  
  46. If s'he can't localize in the single photon limit, then presumably
  47. quantum coherence is destroyed by the hearing process, possibly 
  48. at the hair cell level.
  49.  
  50. If s'he can localize in the single photon limit, then quantum coherence
  51. is maintained in the brain at least as high as the corpus callosum.
  52. Does h'er awareness of the localized sound then have a component of
  53. quantum coherence?
  54.  
  55. Where does the detection take place?  Coherently in the brain 
  56. of the observer?  Incoherently in the ears of the observer?
  57. Elsewhere?  
  58.  
  59. What do you think?
  60.  
  61. An ASCII picture:
  62.  
  63.                               electro-optics          
  64.        |       /|                 __           /|
  65.      ~>       _\|        ^  .~>. |__|-         \|
  66.   /    |     /  |        |            \|\ --> / |
  67. o -    |     \_ |        o -      __  /|/     \_|
  68.   \    |       /|        |  .~>. |__|-         /|
  69.      ~>        \|        ^                     \|
  70.        |        |      motion                 time
  71.        
  72.        Two Slit    <-->    An Equivalent  
  73.              
  74.                                                     
  75.          __      _____      perceived |    ^
  76. ^  ..~> |__|--- / ___ \     direction |   /
  77. |              O /o o\ O         ?    |  /
  78. o -      __        \   |              | /
  79. |  ..~> |__|-     \_/  |              |/______  
  80. ^            \_________|                 time
  81. motion                   
  82.        
  83.        ??????equivalent????????        
  84.  
  85.  
  86. --
  87. Thomas Clarke
  88. Institute for Simulation and Training, University of Central FL
  89. 12424 Research Parkway, Suite 300, Orlando, FL 32826
  90. (407)658-5030, FAX: (407)658-5059, clarke@acme.ucf.edu
  91.