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/ NetNews Usenet Archive 1992 #26 / NN_1992_26.iso / spool / sci / physics / 18467 < prev    next >
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Text File  |  1992-11-09  |  6.4 KB  |  178 lines

  1. Newsgroups: sci.physics
  2. Path: sparky!uunet!well!sarfatti
  3. From: sarfatti@well.sf.ca.us (Jack Sarfatti)
  4. Subject: Sarfatti to Ramsay NO! 10^3XNO& Wheeler's delayed choice.
  5. Message-ID: <BxFI6v.H04@well.sf.ca.us>
  6. Sender: news@well.sf.ca.us
  7. Organization: Whole Earth 'Lectronic Link
  8. Date: Mon, 9 Nov 1992 03:11:19 GMT
  9. Lines: 167
  10.  
  11.  
  12. Sarfatti answers Ramsay NO! A thousand times NO!
  13.  
  14. From: ramsay@unixg.ubc.ca (Keith Ramsay)
  15. Subject: Re: Sarfatti Stuff FTL QM Connection Signal
  16. Date: 9 Nov 1992 00:02:12 GMT
  17. Organization: University of British Columbia, Vancouver, B.C., Canada
  18. Lines: 13
  19. NNTP-Posting-Host: unixg.ubc.ca
  20.  
  21.  
  22. Just one simple question, Sarfatti:
  23.  
  24. Are you claiming that, according to standard quantum mechanics, it is
  25. possible for there to be two (pure) states represented by |f> and |g>,
  26. which are orthogonal, and an observation which can be performed, which
  27. has the property that both |f> and |g> will reliably be collapsed into
  28. a single state |h> by performing that observation? Let |h> be pure or
  29. mixed-- whatever you like. Let us just be clear: are you claiming that
  30. this is consistent with standard quantum mechanics?
  31.  
  32. Keith Ramsay
  33. ramsay@unixg.ubc.ca
  34.  
  35. Sarfatti's answer is NO! I do not say that. Here is what I do say:
  36. The distorted photon pair state |a,b>' after the half-wave plate acts in
  37. the o path , and the beam splitter acts on both e and o paths (the splitter
  38. output ports are f and g) is:
  39.  
  40. |a,b>'=
  41.  
  42. {|b+>[|f><f|a,e,+>+|g><g|a,e,+>]+|b->[|f><f|a,o,+>+|g><g|a,e,+>]}/sqrt2
  43.  
  44. <b+'|<h|a,b>' = {<b+'|b+>[<h|f><f|a,e,+>+<h|g><g|a,e,+>]
  45.  
  46. +<b+'|b->[<h|f><f|a,o,+>+<h|g><g|a,e,+>]}/sqrt2
  47.  
  48. = {cos(theta)[<h|f><f|a,e,+>+<h|g><g|a,e,+>]
  49.  
  50. +sin(theta)[<h|f><f|a,o,+>+<h|g><g|a,e,+>]}/sqrt2
  51.  
  52. <b-'|<h|a,b>' = {<b-'|b+>[<h|f><f|a,e,+>+<h|g><g|a,e,+>]
  53.  
  54. +<b-'|b->[<h|f><f|a,o,+>+<h|g><g|a,e,+>]}/sqrt2
  55.  
  56. = {-sin(theta)[<h|f><f|a,e,+>+<h|g><g|a,e,+>]
  57.  
  58. +cos(theta)[<h|f><f|a,o,+>+<h|g><g|a,e,+>]}/sqrt2
  59.  
  60. If |f><f| + |g><g| = 1
  61.  
  62. therefore, the nonlocal joint probabilities are:
  63.  
  64. <b+'|<h|a,b>' = {cos(theta)<h|a,e,+> + sin(theta)<h|a,o,+>}/sqrt2
  65.  
  66. <b-'|<h|a,b>' = {-sin(theta)<h|a,e,+> + cos(theta)[<h|a,o,+>}/sqrt2
  67.  
  68. |<b+'|<h|a,b>'|^2 = |{cos(theta)<h|a,e,+> + sin(theta)<h|a,o,+>}/sqrt2|^2
  69.  
  70. = {cos^2(theta)<a,e,+|h><h|a,e,+> + sin^2(theta)<a,o,+|h><h|a,o,+>
  71.  
  72. + sin(theta)cos(theta)[<a,e,+|h><h|a,o,+> + <a,o,+|h><h|a,e,+>]}/2
  73.  
  74. = p(b+'|a,h)
  75.  
  76. |<b-'|<h|a,b>'|^2 = |{-sin(theta)<h|a,e,+> + cos(theta)<h|a,o,+>}/sqrt2|^2
  77.  
  78. = {sin^2(theta)<a,e,+|h><h|a,e,+> + cos^2(theta)<a,o,+|h><h|a,o,+>
  79.  
  80. - sin(theta)cos(theta)[<a,e,+|h><h|a,o,+> + <a,o,+|h><h|a,e,+>]}/2
  81.  
  82. = p(b-'|a,h)
  83.  
  84. Therefore,
  85.  
  86. p(b+'|a,h) + p(b-'|a,h) = {<a,e,+|h><h|a,e,+> + <a,o,+|h><h|a,o,+>}/2
  87.  
  88. * The important point is that we must not assume that
  89.  
  90. |a,e,+><a,e,+| + |a,o,+><a,o,+| = 1
  91.  
  92. That is the mistake that led to the bogus "missing factor of 2" and which
  93. is still hanging you up Ramsay.  Indeed, |a,e,+> and |a,o,+> do not live in
  94. the same spin vector spaces at all. Together they do not form an
  95. orthonormal basis.  The space e and o q. nos. put them in different spaces.
  96. they are like adding apples to oranges if you want to make a unitary
  97. evolution. They each evolve according to different unitary operators U(e)
  98. and U(o).  This is what you do not understand! (You're not the only one -
  99. Caves, even Brian Josephson didn't get it - neither did I at first.) What
  100. is true is that
  101.  
  102. |a,e,+><a,e,+| + |a,e,-><a,e,-| = 1
  103.  
  104. |a,o,+><o,e,+| + |o,e,-><o,e,-| = 1
  105.  
  106. It is contingent that |a,b>' has zero projection on either |a,e,-> or
  107. |a,o,->.
  108.  
  109. In fact, it is no contradiction to say that
  110.  
  111. |<a,e,+|h>| = |<a,o,+|h>| = 1
  112.  
  113. because the geometry is such that both e and o beams go to h with
  114. certainty.  Therefore, everything is unitary locally on each end!  Thus,
  115.  
  116. p(b+'|a,h) = = {1 + sin[2theta]cos[phi(e) - phi(o)]}/2
  117.  
  118. p(b-'|a,h) = = {1 - sin[2theta]cos[phi(e) - phi(o)]}/2
  119.  
  120. The local receiver probabilities, that do not require data from the
  121. transmitter to measure, are:
  122.  
  123. p(b+') = = 1/2 + sin[2theta] Sum{cos[phi(e) - phi(o)]}/2
  124.  
  125. p(b-') = = 1/2 - sin[2theta] Sum{cos[phi(e) - phi(o)]}/2
  126.  
  127. The sum is over any classically distinguishable "spots" h that the
  128. transmitter photon a can land in, if there are more than one.  A classical
  129. phase difference probability distribution will determine this sum or
  130. statistical average. Classical diffraction theory describes it and we can
  131. use phase compensation plates to engineer a non uniform phase distribution.
  132.  
  133. The local transmitter probability, from Feynman's quantum amplitude rules
  134. of adding squares before adding for distinguishable histories, is:
  135.  
  136. p(h) = p(b+') + p(b-') = 1
  137.  
  138. Quantum connection signal is
  139.  
  140. S = p(b+') - p(b-') = sin[2theta] Sum{cos[phi(e) - phi(o)]}
  141.  
  142. There is nothing in the quantum formalism that says that
  143.  
  144. Sum{cos[phi(e) - phi(o)]} = 0
  145.  
  146. And even if it is in a special case, nevertheless,
  147.  
  148. Sum{cos^2[phi(e) - phi(o)]} is not zero which implies that we can see a
  149. sin[2theta] dependence in the root mean square fluctuations of the receiver
  150. counter photo currents.
  151.  
  152. PS John Wheeler's article "LAW WITHOUT LAW" in QUANTUM THEORY AND
  153. MEASUREMENT (i.e. Wheeler & Zurek, Princeton,1983) shows that your main
  154. physical objection that
  155.  
  156. Sum{cos[phi(e) - phi(o)]} = 0
  157.  
  158. because of a specious alleged Heisenberg-dictated rapid phase variation is
  159. wrong!  Or, if you are right Wheeler has made a very big boo boo! I mean
  160. his "delayed choice" experiment "Fig. 4 p.183" which is physically
  161. equivalent to what I propose - the fact that I use photon pair and Wheeler
  162. uses one photon is not an essential difference to the issue at hand.
  163. Wheeler's interferometer has only two counters getting outputs from a beam
  164. splitter. One counter sees a signal {1 + cos(phi)}/2, the other sees the
  165. complementary signal {1 - cos(phi)}/2. The argument, you have given, would
  166. imply that <cos(phi)> = 0 in Wheeler's experiment as well as mine! This
  167. would mean that all kinds of practical interferometers would not work. But
  168. they do Your random phase argument is a red herring! I will go into more
  169. detail on this if you like. The important point is that Wheeler's two
  170. counters in his delayed choice experiment play the same role as my two
  171. receiver counters do in the pair experiment. Indeed, my pair experiment is
  172. equivalent to a double slit experiment! It is better than Wheeler's
  173. experiment because in my experiment I can delay the choice until after the
  174. (receiver) photon is counted!  In Wheeler's experiment he can only delay
  175. the choice of whether the photon passed two slits or one up until the time
  176. that the photon is counted - but after it passes the slits.
  177.  
  178.