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/ NetNews Usenet Archive 1992 #26 / NN_1992_26.iso / spool / sci / physics / 18573 < prev    next >
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Text File  |  1992-11-09  |  8.3 KB  |  144 lines

  1. Newsgroups: sci.physics
  2. Path: sparky!uunet!well!sarfatti
  3. From: sarfatti@well.sf.ca.us (Jack Sarfatti)
  4. Subject: Feynman 27 "at any speed"
  5. Message-ID: <BxHIzs.HAD@well.sf.ca.us>
  6. Sender: news@well.sf.ca.us
  7. Organization: Whole Earth 'Lectronic Link
  8. Date: Tue, 10 Nov 1992 05:23:51 GMT
  9. Lines: 133
  10.  
  11.  
  12. Feynman 27 "at any speed"
  13. Gleick's book GENIUS p.229:"It was still possible, barely, to understand
  14. spin literally: to view the electron as a little moon.  But if the electron
  15. was also an infinitesimal point, it could hardly rotate in the classical
  16. fasion.  And if the electron was also a smear of probabilities and a wave
  17. reverberating in a constraining chamber. how could these objects be said to
  18. spin?  What sort of spin could come only in unit amounts or half-unit
  19. amounts (as quantum mechanical spin did)? ... (Feynman) reduced the problem
  20. to a skeleton, a universe with just one dimensions (or two: one space and
  21. one time).  This universe was merely a line, and in it a particle could
  22. take just one kind of path, back and forth [at the speed of light! JS],
  23. reversing direction like a crazed insect.  Feynman's ... method .... the
  24. summing of all possible paths a particle could take .... he could derive
  25. ... a one dimensional Dirac equation .... he added something new - a
  26. diagram ... for keeping track of the zigs and zags.  The horizontal
  27. dimensions represented his one spatial dimension, and the vertical
  28. dimension represented time.... Phase was crucial to the mathematics of
  29. summing the paths, because paths would either cancel or reinforce one
  30. another, depending on how their phases overlapped." p.231
  31.  
  32. [In this 1D Feynman picture a massive particle is a massless particle
  33. trapped in a string of length equal to the Compton wavelength h/mc. JS]
  34.  
  35. ... p.246 "In mid-1947 friends of Feynman persuaded him - threats and
  36. cajoling were required - to write for publication ... He said he had
  37. developed an alternative formulation of quantum mechanics to add to the
  38. pair of formulations produced two decades before by Schrodinger and
  39. Heisenberg.  He defined the notion of a probability amplitude for a space-
  40. time path.  In the classical world one could merely add probabilities ...
  41. In the quantum world probabilities were expressed as complex numbers,
  42. numbers with a quantity and a phase, and these so-called amplitudes were
  43. squared to produce a probability."
  44.  
  45. [Sarfatti comments: The square is the "absolute square" or product of the
  46. "retarded" complex number with its "advanced" complex conjugate number. The
  47. conjugate corresponds to running the path backward in time. Therefore, if
  48. two different paths are indistinguishable, the interference terms
  49. correspond to "loops in time" going forward in time on one path and
  50. returning backwards in time on the other path.  Thus, the purely quantum
  51. distortions of the classical probabilities are due to loops in time that
  52. span a finite spacetime area.  The reason for the i in quantum mechanics is
  53. the time loop.  It's interesting the classical Wheeler-Feynman
  54. electrodynamics also has advanced backward in time effects. Similar loops
  55. of parallel transport (curvature) in the limit of shrinking area also
  56. determine the Newtonian limit of general relativity.]
  57.  
  58. p.247 "Feynman described .... the canonical thought experiment of quantum
  59. mechanics, the so-cqalled two-slit experiment.... A beam of electrons (for
  60. example) passes through two slits in a screen,  A detector on the far side
  61. records their arrival. If the detector is sensitive enough, it wil record
  62. individual events, like bullets striking; it might be designed to click as
  63. a Geiger counter clicks.  But a peculiar spatial pattern emerges: the
  64. probabilities of electrons arriving at different places vary in the
  65. distinct manner of diffraction, precisely as though waves were passing the
  66. slit and interfering with one another.  Particles or waves?  Sealing the
  67. paradox, quantum mechanically, ... each electron 'sees' or 'knows about,'
  68. or somehow goes through both slits.  Classically a particle would have to
  69. go through one slit or the other. .... If one tries to glimpse the particle
  70. as it passes through one slit or the other.... again one finds that the
  71. mere presence of the detector destroys the pattern."
  72.  
  73. [Sarfatti comments: Bohm has still a fourth interpretation, the nonlocal
  74. quantum potential acts at a distance with a new kind of force on a real
  75. particle.  In the Dirac ket notation, destruction of the interference
  76. pattern on the screen is caused by tracing over orthogonal kets of the
  77. measuring device that is 1-1 correlated (entangled) to the alternative
  78. paths of the electron from the two slits to a region on the screen.
  79.  
  80. My quantum connection communicatio gedankenexperiment is a variation on
  81. "the canonical thought experiment of quantum mechanics".  Instead of a
  82. single photon we have an entangled photon pair.  Instead of the paths
  83. through the two slits we have the ordinary and extraordinary paths of the
  84. transmitter photon exiting the transmitter calcite crystal.  A half-wave
  85. plate disentangles the photon pair in polarization space but not in
  86. physical space so that both paths of the transmitter photon have the same
  87. polarization.  There is no contradiction with unitarity here as some
  88. critics falsely claim because the spatial distinction keeps the two
  89. parallel polarization states of the transmitter photon in different vector
  90. spaces until they collapse on the same photo-sensitive surface of a
  91. counter.  The "screen" where "fringes" are observed corresponds to the two
  92. receiver counters behind the receiver calcite which is misaligned to the
  93. transmitter calcite by angle theta.  The two reciever counters see
  94. complementary fringes.  For example if one is bright, the other is dark.
  95. The fringe formula is essentially sin(2theta)cos(phi) where phi is the mean
  96. phase difference of the two alternative transmitter photon paths.  There
  97. are no unitarity-violating fringes at the transmitter counter.  The fringe
  98. shift quantum leaps to the two receiver counters where they obey local
  99. unitarity!  It's a very pretty picture that is globally self consistent.
  100. The first nonlocal fringe shift was predicted by Bohm and Aharonov.
  101.  
  102. *The amazing prediction is that one can cause a fringe shift at the
  103. receiver by making a "delayed choice" decision after the fringe shift has
  104. already happened.  In this way useful "precognitive information" can be
  105. transmitted backward in time.  It is posible to know the future and to act
  106. on that knowledge within certain limits.  Your actions cannot prevent the
  107. future events that caused your knowledge.  No wonder the orthodox scream
  108. "Crackpot!" - Sarfatti]
  109.  
  110. "Probability amplitudes were normally associated with the liklihood of a
  111. particle's arrving at a certain place at a certain time.  Feynman said he
  112. would associate the probability amplitude 'with an entire motion of a
  113. particle' - with a path.  He stated the central principle of his quantum
  114. mechanics: The probability of an event which can happen in several
  115. different [indistinguishable or un-entangled - JS] ways is the absolute
  116. square of a sum of complex contributions, one from each alternative way.
  117. These complex numbers, these amplitudes, were written in terms of the
  118. classical action ..[ i.e., quantum amplitude for a single path = e^i2pi
  119. classical action for that path/Planck's constant h  is the fundamental
  120. Feynman formula as important as Einstein's formula E = mc^2 - JS]
  121.  
  122. p.249  His readers ... found no fancy mathematics, just this shift of
  123. vision, a bit of physical intuition laid atop a foundation of clean,
  124. classical mechanics.
  125.  
  126. Few immediately recognized the power of Feynman's vision.  One who did was
  127. the Polish mathematician Mark Kac, who heard Feynman describe his path
  128. integrals at Cornell and immediately recognized a kinship with ... the work
  129. of Norbert Weiner on Brownian motion, the herky-jerky random motion in the
  130. diffusion process  [I took a math physics course with Kac at Cornell. - JS]
  131. ... Feynman's summing of paths - path integrals seemed bizzarre.   They
  132. conjured a universe where no potential goes uncounted; where nothing is
  133. latent, everything alive; where every possibility makes itself felt in the
  134. outcome. He had expressed his conception to Dyson:
  135.  
  136. 'The electron does anything it likes.  It just goes in any direction at any
  137. speed, forward or backward in time, however it likes, and then you add up
  138. the amplitudes and it gives you the wave function.'
  139.  
  140. Dyson gleefully retorted that he was crazy." p.250
  141.  to be continued - don't miss the next episode at your computer coming
  142. soon!
  143.  
  144.