Hva er egentlig entanglement?

[Anatman]

Leste dette i dag:

 

http://forskning.no/fysikk/2017/06/satellitt-knuser-kvante-rekord-og-baner-vei-hackerfritt-internett

 

Var det ikke selveste Einstein som kalte dette for 'Spooky action on a distance? Hvorfor får ikke dette større oppmerksomhet en det gjør?

 

Er det noen som vet hvordan de får dette til i praksis? Skjer dette spontant i naturen også?

[-trygve]

Leste dette i dag:

 

http://forskning.no/fysikk/2017/06/satellitt-knuser-kvante-rekord-og-baner-vei-hackerfritt-internett

 

Var det ikke selveste Einstein som kalte dette for 'Spooky action on a distance? Hvorfor får ikke dette større oppmerksomhet en det gjør?

Det er nok først og fremst fordi det er så vanskelig å utnytte sammenfiltring til noe nyttig at det fremdeles kommer til å være kun av akademisk interesse ganske lenge fremover også. I artikkelen peker de jo på praktiske anvendelser, men ikke forvent å ha de tilgjengelig hverken i morgen eller til neste år.

 

Er det noen som vet hvordan de får dette til i praksis? Skjer dette spontant i naturen også?

Her er en liten forklaring:

Det er ingenting i veien for at det skal skje spontant i naturen også, men det må gjøres under helt kontrollerte laboratorieforhold for å i det hele tatt ha håp om å kunne vite sikkert at det har skjedd.

[G]

Hvordan lages disse fotonene? Er det motsatt retning av annihilering?

 

https://en.wikipedia.org/wiki/Annihilation

Endret 27. juni 2017 av G

[-trygve]

Det man vanligvis gjør i eksperimenter er å sende et enkelt foton gjennom en spesiell type krystall. Når fotonet vekselvirker med krystallen blir det sendt ut to nye fotoner som er sammenfilteret og der hvert av fotonene har halve energien til det opprinnelige. Det er nesten som om det opprinnelige fotonet ble delt i to. Annihilering av elektron-positron vil også lage et par av sammenfiltrete fotoner, men disse fotonene har for høy energi til at de er praktisk å jobbe med i sammenfiltringseksperimenter.

[Anatman]

Ja, googlet litt og fant ut at det går jo ikke å kommunisere med de greiene her. Det er fordi det er helt tilfeldig hvilke spinn det fortonet en måler har. Det eneste en kan si er at det andre er motsatt. Men hva det er motsatt av vet en jo ikke før en har målt det første. Men til krypteringsnøkler kan det jo duge. Og det var jo det artikkelen handlet om så vidt jeg forstod.

[G]

@-trygve:

Hvordan kan en enkelt partikkel/bølge som et foton bli til to. Er det en egen forklaring for det også i fysikkens termer?

 

@Anatman:

Er det så viktig hvilken tilstand fotonet hadde? Er ikke kommunikasjon av og på like vel. Du slår jo ikke av fotoner, men du slukker lyset slik at det stoppes flyten av de, for så å tenne strømmen av fotoner. Er det ikke sånn det fungerer da?

 

Eller skal du drive på å sende det gjennom krystaller hele tiden, både i skapelsesprosess og avlesningsprosess?

[-trygve]

@-trygve:

Hvordan kan en enkelt partikkel/bølge som et foton bli til to. Er det en egen forklaring for det også i fysikkens termer?

Nøkkelen ligger i krystallen. Jeg har ikke studert dette nøye nok til å kunne gi en detaljert forklaring av hva som skjer, men essensielt sett absorberes det opprinnelige fotonet av krystallen og stimulerer da krystallen til å sende ut to nye fotoner som hvert har halve energien.

[G]

Da burde vel energien tas et sted i fra, eller?

 

Dersom fotonoppdeling da ikke er "helt gratis". F.eks. så burde kanskje krystallen bli kaldere eller noe annet, for så å stjele tilbake varmeenergi i fra luft, belysning med mere. Energibevaringslovene vil man jo helst ikke bryte med, så da må en jo tillegge det en slags forklaring.

 

Men det kan jo hende at fotonoppdelingen er kvantisert, og da behøver man ikke rote med energibevaringslovene på det sånn uten videre.

 

En vil jo helst også ha en lettforståelig forklaring som fysikere kunne kommet på. Ellers kan man jo alltid dikte, men det blir svært vanskelig å finne fram da. Kunne jo f.eks. postulert at krystaller har en god kontakt med vakuumet og henter energi derfra, men det kan jeg jo ikke fordi jeg har ikke det spøtt god nok peiling på kvantefysikk til å få den der til å høres troverdig ut.

 

Krystallkuler, føleri og magi er noe fysikken forsøker å styre unna. Er helst alternativgjengen og en del andre som liker slike ord. Forleden så leste jeg at noen alternative behandlere hadde coin'et begrepet kvantemedisin. Er helt sikkert veldig små utspedde kjemikalier de da tenker på (homeopati eller noe sånn).

Endret 28. juni 2017 av G

[-trygve]

Da burde vel energien tas et sted i fra, eller?

 

Dersom fotonoppdeling da ikke er "helt gratis". F.eks. så burde kanskje krystallen bli kaldere eller noe annet, for så å stjele tilbake varmeenergi i fra luft, belysning med mere. Energibevaringslovene vil man jo helst ikke bryte med, så da må en jo tillegge det en slags forklaring.

Nå begynner vi å nærme oss et detaljnivå der jeg må melde pass, men jeg kan komme med noen betraktninger. Energibevaring er i utgangspunktet ikke noe problem. Det innkommende fotonet avgir energien sin og denne brukes til å lage de to nye fotonene. Så langt har vi altså ikke noe problem. Men så kommer dette med bevaring av bevegelsesmengde inn, og da får vi vilkåret at begge de to nye fotonene må få i nøyaktig samme retning som det opprinnelige for at også bevegelsesmengde skal være bevart. Hvis derimot en liten andel av energien ender opp som vibrasjoner i krystallen kan retningen til de nye fotonene være en annen enn det opprinnelige, men da har de altså hvert av de litt mindre energi enn halvparten av det vi startet med. 

[G]

Bevegelsesmengde på fotoner. Da har fotoner også masse eller? Trodde de ble sett på som masseløse og at massemangelen lå bak at konstanten C for lysfarten er praktisk mulig.

 

Jeg har kun 2FY og litt 3FY i baggasjen, men det holder gjerne det? 

En dag går jeg kanskje i baret på kunnskapen, men forsøker så godt jeg makter å holde det faglig riktig.

Endret 28. juni 2017 av G

[Anatman]

@-trygve:

Hvordan kan en enkelt partikkel/bølge som et foton bli til to. Er det en egen forklaring for det også i fysikkens termer?

 

@Anatman:

Er det så viktig hvilken tilstand fotonet hadde? Er ikke kommunikasjon av og på like vel. Du slår jo ikke av fotoner, men du slukker lyset slik at det stoppes flyten av de, for så å tenne strømmen av fotoner. Er det ikke sånn det fungerer da?

 

Eller skal du drive på å sende det gjennom krystaller hele tiden, både i skapelsesprosess og avlesningsprosess?

Det høres ut som om du du beskriver vanlig optisk kommunikasjon? Det det her er snakk om er en slags tilstand/egenskap ved et par partikler. Dersom den ene er i tilstanden opp så blir den andre ned. Dette skjer i det øyeblikket vi måler det. Men hvilken tilstand partikkelen vi måler er i vet vi ikke før vi måler. Den ene partikkelen kan være her på jorden mens den andre kan vær et sted ute i universet. Likevell vil de få motsatt tilstand øyeblikkelig når vi måler den ene. Slik jeg forstår det

[G]

Og målingen blir å la fotonet stoppes av krystallen i mottakerenden eller passere i sin polariserte tilstand da, eller hvordan skal dette løses?

 

Jeg synes spørsmålet var viktig fra min side, fordi da får man ihvertfall luket ut vanlig optisk kommunikasjon i fra videre tankerekker. Så slipper også andre å dvele ved den der..

 

Og skal du ha en quick step stepper motor som driver å snur og oller med krystallskiven slik at den kommer i riktig polarisert filterinnstilling hele tiden fra foton til foton som passerer?

 

https://www.google.no/search?q=quick+step+stepper+motor

Endret 28. juni 2017 av G

[-trygve]

Bevegelsesmengde på fotoner. Da har fotoner også masse eller? Trodde de ble sett på som masseløse og at massemangelen lå bak at konstanten C for lysfarten er praktisk mulig.

Fotoner har bevegelsesmengde selv om de er masseløse. Relasjonen p = mv som man lærer på skolen er god nok den så lenge man snakker om ikke-relativistisk bevegelse, men straks hastigheten begynner å nærme seg lyshastigheten holder den ikke lenger. Fortoner beveger seg alltid med lyshastigheten, så der må man uansett bruke relativistiske formler. Det viser seg at bevegelsesmengden til fotoner (og andre masseløse partikler) er gitt som p = E/c der E er energien og c er lyshastigheten i vakuum.

 

Mer generelt er forholdet mellom energi, masse og bevegelsesmengde . Hvis du setter m = 0 får du ut resultatet for fotoner. Hvis du setter p = 0 (stillestående objekt) får du ut E = mc². 

[G]

0 = E² - (pc)² , som blir svaret da?

 

Det meste med lyset er vel konstant?..  Så da blir vel p for lys også en konstant?

Endret 5. juli 2017 av G

[-trygve]

Da blir p = E/c. Det som er konstant med lyset er farten. Energi, og dermed også bevegelsesmengde, kan endres - tenk rød/blå-forskyvning.

[G]

Men rød/blå-forskyvning er vel noe som skjer med avstanden fra utvidelse av rommet og ikke fotonet selv? Bølgelengden har da tilsynelatende blitt endret på, men har fotonet opplevd noen energiendring i seg selv egentlig? Har det bevart alle tidligere egenskaper, og hvis en endring på fotonet har skjedd, hvor har energien tatt veien?

 

Jeg ser at jeg selv skaper et paradoks, i måten jeg framstiller dette på, som sikkert er unødvendig. Rødt lys bærer mindre energi enn blått. Siden lyset er blitt rødt så oppfører det seg jo som rødt lys i øyet mitt og ikke som et blått lys.

 

Enten så er jeg veldig rusten i fysikk, eller så er det noe med rød/blå-forskyvningen som har gått en hus forbi. Er jo ganske mange år siden 2FY blitt nå.

 

I et vakuum så skulle vel ikke fotonet endret seg uansett avlagt avstand? Jeg vet at det er selve universet (pr. teori) sin utvidelse som gir den rød/blå-forskyvningen.

Endret 6. juli 2017 av G

[-trygve]

Men rød/blå-forskyvning er vel noe som skjer med avstanden fra utvidelse av rommet og ikke fotonet selv? Bølgelengden har da tilsynelatende blitt endret på, men har fotonet opplevd noen energiendring i seg selv egentlig? Har det bevart alle tidligere egenskaper, og hvis en endring på fotonet har skjedd, hvor har energien tatt veien?

 

Jeg ser at jeg selv skaper et paradoks, i måten jeg framstiller dette på, som sikkert er unødvendig. Rødt lys bærer mindre energi enn blått. Siden lyset er blitt rødt så oppfører det seg jo som rødt lys i øyet mitt og ikke som et blått lys.

Det her er faktisk litt komplisert - delvis fordi det finnes ulike typer rød/blå-forskyvning, og delvis fordi noen av tilfellene involvere generell relativitet. Kort sagt er det riktig å si at fotonet selv endrer seg.

 

Det er tre typer rød/blå-forskyvning man må skille mellom:

• Dopplereffekt som skyldes relativ bevegelse.
• Bevegelse oppover/nedover i tyngdefelt.
• Bevegelse gjennom universet mens det utvider seg.

Hvis det er dopplereffekten som gir rød/blå-forskyvning så er ting egentlig veldig likt til det klassiske tilfellet med massive objekter. Observatører i forskjellige inertialsystemer observerer at samme objektet har ulik hastighet, og dermed ulik bevegelsesmengde og kinetisk energi. Fotoner observerer riktignok alle observatørene med samme hastighet, men de observerer likevel ulik bevegelsesmengde og energi.

 

Hvis du sender en lysstråle rett oppover må den jobbe mot tyngdekraften, og akkurat som andre ting som jobber mot tyngdekraften så taper den energi. Du trenger riktignok den generelle relativitetsteorien for å se at dette også gjelder fotoner. Når fotonet taper energi blir det rødforskjøvet. Tilsvarende blir det blåforskjøvet om et beveger seg nedover i tyngdefeltet. Her er det naturlig nok tyngdefeltet som er "energilageret" akkurat som det er det for en ball i tyngdefeltet som har energi som veksler mellom å være kinetisk og potensiell.

 

Kosmologisk rødforskyvning, altså den som skyldes at universet utvider seg, er den mest kompliserte siden det her ikke finnes noen ikke-relativistisk analog. Her er det faktisk ikke helt klart at energien i det hele tatt er bevart, noe som faktisk er greit i følge den generelle relativitetsteorien så lenge universet er ikke-statisk (energi-bevaring er knyttet til tids-symmetri, altså at fysikken ser lik ut om man lar tiden gå baklengs). 

 

I et vakuum så skulle vel ikke fotonet endret seg uansett avlagt avstand? Jeg vet at det er selve universet (pr. teori) sin utvidelse som gir den rød/blå-forskyvningen.

Det kommer litt an på hva du egentlig mener med vakuum, men hvis det er et vakuum som ikke utvider seg eller trekker seg sammen og ikke har noe gravitasjonsfelt så vil det ikke bli noen rød- eller blå-forskyvning (bortsett fra den du eventuelt ser pga dopplereffekt).

[G]

Takker. Det der var litt over 2FY-nivå ser jeg