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/ NetNews Usenet Archive 1992 #26 / NN_1992_26.iso / spool / sci / physics / 18746 < prev    next >
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Internet Message Format  |  1992-11-11  |  7.9 KB

  1. Path: sparky!uunet!gumby!destroyer!cs.ubc.ca!unixg.ubc.ca!ramsay
  2. From: ramsay@unixg.ubc.ca (Keith Ramsay)
  3. Newsgroups: sci.physics
  4. Subject: Sarfatti errata
  5. Date: 12 Nov 1992 06:08:28 GMT
  6. Organization: University of British Columbia, Vancouver, B.C., Canada
  7. Lines: 183
  8. Distribution: world
  9. Message-ID: <1dsscsINNlci@iskut.ucs.ubc.ca>
  10. NNTP-Posting-Host: unixg.ubc.ca
  11.  
  12. I am open to suggestions about this discussion with Sarfatti, as to
  13. whether this is the best way to deal with him. What I want most is to
  14. avoid anyone being convinced by mistaken arguments here. Sarfatti
  15. regularly states conclusions based on his arguments as fact, and I
  16. don't want anyone misled. On the other hand, it may be that I am
  17. really addressing myself to an audience of just one, i.e., Sarfatti
  18. himself.
  19.  
  20. Sarfatti writes:
  21. |Now let's apply this Feynman lesson to my quantum connection communicator.
  22. |On the receiver side there are only two counters which catch all the light
  23. |to a good approximation. Therefore x' is not a continuous variable but a
  24. |discrete one x' = +1 or x' = -1, and they are exclusive alternatives.  On
  25. |the opposite transmitter side, there is only one counter that catches all
  26. |the light to a good approximation. So there is only on alternative, say, x
  27. |= 0.
  28.  
  29. No, there is a continuous spectrum of possibilities, corresponding to
  30. the various points in your detector. For that matter, there are
  31. multiple independent paths corresponding to x'=+-1 as well. To be "the
  32. same path" they have to be the *same path*, not just paths which
  33. resemble each other in coarse outline. So your invocation of Feynman
  34. methods is faulty.
  35.  
  36. |Now the skeptics will say that the Delta function model is impossible in
  37. |principle. That the interference terms will always be zero in the sum over
  38. |exclusive alternatives on the transmitter side. But this is adhoc there is
  39. |nothing in quantum mechanics to demand that.
  40.  
  41. First, I am not a "skeptic". I don't have some pre-planned bias
  42. against you. I examine what you are saying and find mistakes in it.
  43. That is the only reason I don't believe you.
  44.  
  45. Second, no, it is not ad-hoc. It is required by the orthogonality of
  46. the two states, corresponding to photons arriving from distinguishable
  47. sources.
  48.  
  49. To many a crackpot, the fact that the amount of work performed by
  50. going from on state of a system to another is independent of the path
  51. taken is regarded as "ad hoc", or as something that would require "a
  52. conspiracy of massive proportions" to work out exactly in all cases.
  53. They just don't see it as a natural requirement. So they waste a lot
  54. of time trying to circumvent it.
  55.  
  56. Recall how in classical electromagnetism the energy of a
  57. electromagnetic field at a time t is quadratic in the magnitude of the
  58. field. It can be regarded as a sum of the integrals of squared norms
  59. of the electric and magnetic fields. Suppose then that there are two
  60. electromagnetic waves, initially separate (sources far apart from each
  61. other), which then propagate so as to overlap. What is it that
  62. guarantees that the energy of the resulting field is the same as the
  63. sum of the energies of the two fields separately? It is an
  64. orthogonality of the two fields-- a natural though non-obvious
  65. consequence of their "independent" origin.
  66.  
  67. The exactly corresponding fact in quantum mechanics is that the
  68. states-- the wave functions-- of two photons which are initially
  69. separate (and hence orthogonal) remain orthogonal under evolution.
  70. When they arrive at the detector, their wave functions are orthogonal
  71. still. It implies that the two wave functions are not simply multiples
  72. of on another by some phase factor.
  73.  
  74. You are wasting a lot of time trying to circumvent this.
  75.  
  76. |Trivial, but false, formal proof that quantum connection communication is
  77. |impossible.
  78. ...
  79. |1) |a,b> can have a parametric dependence on phi so that it is
  80. |mathematically incorrect to use the completeness relation in isolation. So
  81. |that it does not cancel out of the problem destroying the controllable
  82. |nonlocal coherence effect.
  83.  
  84. The state |a,b> is the one in which the photon pair was initially
  85. prepared; there is nothing in QM which permits us to prepare a photon
  86. pair in a state which depends upon later emerging (unpredictable)
  87. variables.
  88.  
  89. |However, if
  90. |
  91. |p(phi) = Dirac delta [phi - phi']
  92.  
  93. I.e., if it is possible to focus a beam of light on a single point, so
  94. as to evade all questions of coherence....
  95.  
  96. |Ramsay writes:
  97. |
  98. |"In order for the evolution to be unitary, we must have <a,e,+|a,o,+> = 0."
  99. |
  100. |Why? 
  101.  
  102. Because they are the result of evolving two orthogonal states (the two
  103. polarizations for the "a" photon emerging from the source) by a
  104. unitary evolution-- the one given by the experimental apparatus in
  105. between the source of the photons and the detector on the "a" side.
  106.  
  107. |Both |a,e,+> and |a,o,+> are identical in spin space and they both
  108. |evolve to |h>.  
  109.  
  110. No, they evolve to different ones.
  111.  
  112. If they both *evolved* unitarily to |h>, then the evolution would have
  113. to be non-unitary. In fact, you yourself have asserted vehemently that
  114. saying |a,e,+> --> |h> and |a,o,+> --> |h> is a "red herring" which
  115. "has nothing to do with your proposal". So the only other alternative
  116. is that the two (still distinct) states can be reliably observed to be
  117. the one same |h>. But to this you have said "a thousand times no"!
  118.  
  119. Shall we now go again in a circle? And having you object that you're
  120. being misunderstood again? It is not possible to evolve two distinct
  121. states into just one state with certainty, by any combination of
  122. unitary evolution and observation.
  123.  
  124. |Ramsay is confused. The proper orthogonality relations are:
  125. |
  126. |<a,e,+|a,e,-> = 0
  127. |
  128. |<a,o,+|a,o,-> = 0
  129.  
  130. These hold as well-- there is not just one set of "the" orthogonality
  131. relations. |a,e,+>, |a,e,->, |a,o,+>, and |a,o,-> as you have
  132. described them are all orthogonal to each other. No confusion.
  133.  
  134. |How do you know you can't combine the beams coherently.
  135.  
  136. They are distinguishable at their sources. With a different sort of
  137. detector in place of yours, one could determine from which direction
  138. the photons were arriving, so as to be able to measure which beam they
  139. were on.
  140.  
  141. |If they can't be
  142. |coherent the scheme won't work. 
  143.  
  144. Indeed.
  145.  
  146. |But it is obvious that they can be coherent.
  147.  
  148. No its not, or else we would not be disagreeing.
  149.  
  150. |There are analogous experiments with Stern Gerlach's and with neutron
  151. |interferometers.
  152.  
  153. This analogy is vague, and does not hold up under close scrutiny.
  154.  
  155. |Also if you have two calcite rhombs back to back you can
  156. |recombine the extraordinary and ordinary beams from the first rhomb
  157. |coherently to reproduces the incident 45 degrre linear polarized beam.
  158.  
  159. Certainly. If the photons are initially in a state {|+> + |->}/sqrt2,
  160. where |+> and |-> represent the states of vertically and horizontally
  161. polarized photons, then one can split the components apart and
  162. recombine them. 
  163.  
  164. However, if you feed *just* the |+> portion of the beam into the
  165. second crystal, blocking the other, say, you will *not* get diagonally
  166. polarized light. You will get only vertically polarized light. In
  167. order to do what you want to, you have to be able to do what is
  168. analogous to arranging that |+> and |-> both give rise to diagonally
  169. polarized light when fed into the second crystal.
  170.  
  171. |I will now lay to rest forever the bogus objection made by Mike Gallis,
  172. |Carlton Caves, Keith Ramsay et-al that my gedankenexperiment requires
  173. |violation of local unitarity in which a finite norm superposition is
  174. |transformed into a zero-norm superposition.
  175.  
  176. You can stop pretending that each pronouncement of yours is
  177. irrefutable and correct.
  178.  
  179. ||a,b>  = {|a,e,+>|b,e,+> + |a,e,->|b,e,->}/sqrt2
  180. |
  181. ||a,b>' = {e^iphi|a,e,+>|b,e,+> + |b,e,->|a,o,+>}/sqrt2
  182.  
  183. If this is unitary, then <a,e,-|a,e,+> calculated using the states
  184. referred to in the first line has to equal <a,e,+|a,o,+> calculated
  185. using the states referred to in the second line.
  186.  
  187. |note that |<a,e,+|a,o,+>| = 1
  188.  
  189. False. And the whole rest of the argument depends upon this false
  190. premise, which is based on a faulty visualization of the situation,
  191. not backed up by any other physics.
  192.  
  193. Keith Ramsay
  194. ramsay@unixg.ubc.ca
  195.