: : : Вам не знакома ссылка http://sputnik.mto.ru/Seans/olympiads/turlom/2001/... ?
: : Серьезная фундаментальная книга по данному комплексу проблемм издана на русском языке:
: : А.Р. Томпсон, Д.М. Моран, Д.У. Свенсон младший "Интерферометрия и синтез в радиоастрономии", Москва, ФИЗМАТЛИТ, 2003
: :
: : К раделу "Волновой формализм" возражений НЕТ! А далее... сразу же приношу извинения за политкорректность... :-)
: : Мне кажется, что большего "бреда раздвоенного или лучше многомерного сознания типа Сальватора Дали" с употреблением физических терминов ниже в разделах "Квантовый формализм" и "Квантовая телепортация" невозможно продемонстрировать: >;^)
: : Квантовый формализм. Само понятие кванта, как порции излучения, было введено в 1900 г. Максом Планком для объяснения закона излучения нагретых тел (закон Планка). В 1905 г. Эйнштейн на примере фотоэффекта показал, что все электромагнитное излучение состоит из отдельных частиц (фотонов), энергия которых E = hn, где h - постоянная Планка ((6,626176+-36)*10-27 эрг*с), n - частота излучения. Соответственно, на волне 18 см один квант излучения имеет энергию E = 1,1 10-17 эрг.
: :
: : Если поток энергии от квазара составляет F = 1 мЯн, диаметр принимающей космической антенны d = 8 м, полоса приема сигнала Df = 1 кГц, то количество квантов, которое за время накопления Dt = 1 с упадет на поверхность антенны, составит: N = F(pd2/4)DfDt/E, или примерно 0,5 кванта.
: :
: : В этом случае становится непонятно, как же космический интерферометр все-таки работает. Во-первых, 1/2 фотона не бывает. Во-вторых, длительность самого процесса излучения кванта, по-видимому, около 10-18 с (в современных фемтосекундных лазерах длительность импульсов сопоставима с 10-15 с), так что одновременный приход двух фотонов в разные антенны столь же маловероятен. Наконец, в-третьих, любые два фотона не являются когерентными (различаются по фазе, поляризации и другим характеристикам), и поэтому интерференции не дадут. Чтобы понять принцип действия интерферометра в рамках квантового формализма, необходимо вспомнить принцип неопределенности Гейзенберга. Для любого квантового объекта, в том числе фотона, невозможно одновременно точно определить (измерить) и импульс (p = h/l) и пространственные координаты (x). Неопределенности (их ошибки измерения) связаны между собой: DpDx > h/(2p). Неопределенность импульса соответствует точности измерения угла прихода фотона на интерферометре: Dp ~ fp ~ (l/В0)(h/l) = h/В0. Тогда, Dx > h/(2p Dp) ~ h/(2p h/B0) = B0/(2p). Таким образом, измеряя на интерферометре направление прихода фотона с угловым разрешением f ~ l/B0, мы создаем неопределенность его положения в пространстве, сопоставимую с базой интерферометра. В известном смысле можно сказать, что размеры кванта радиоизлучения увеличиваются до размеров самого интерферометра.
: :
: : В этом случае (Dx ~ B0) мы должны рассматривать интерферометр не как набор двух или более антенн, а как единую установку, единый квантовый прибор, регистрирующий приходящий фотон.
: :
: : Квантовая телепортация. Наконец, рассмотрим самый экзотический формализм: квантовую телепортацию сигналов. "Экзотическим" его можно назвать потому, что 8 лет назад была опубликована статья 6 авторов (Ч. Беннета, Г. Брассара, С. Крепеа, А. Переса, В. Вуттерса, Р. Джоши), где этот термин был введен, и были рассмотрены теоретические основы процессов телепортации в отношении элементарных частиц. Только в 1997 г. этот процесс был реально подтвержден в физических экспериментах (подробнее см. "Химия и жизнь", N 8, 1998 г.).
: :
: : Между тем, можно, пожалуй, утверждать, что в астрономии (точнее, в радиоастрономии) процессы квантовой телепортации успешно применяются уже 35 лет (!), только без самого этого названия. В 1965 г. советские специалисты по радиоинтерферометрам Матвеенко Л. И., Кардашев Н. С. и Шоломицкий Г. Б. предложили, а в 1971 г. совместно с американскими коллегами реализовали на практике т. н. "радиоинтерферометр со сверхдлинной базой" (РСДБ) между радиотелескопами Симеиз (Крым, 22 м) и Голдстоун (США, Калифорния, 64 м). Отличие РСДБ от обычного интерферометра состоит в том, что в момент наблюдений и приема радиосигналов от космического источника между разными телескопами нет никакой связи. Приходящие сигналы просто принимаются, преобразуются и фиксируются на материальный носитель в согласованном формате (исторически для этого использовались видеомагнитофоны и магнитные ленты). Само же явление интерференции сигналов возникает много позже, когда эти записи транспортируются в единый вычислительный центр и программным образом коррелируют (т. е. соотносятся) друг с другом. Обязательным требованием для успешной интерференции является высокая степень временной согласованности записываемых сигналов; для этого на обоих телескопах работают высокостабильные когерентные стандарты частоты (со стабильностью до 10-16) и часы (шкалы времени) синхронизируются с точностью до 10-6 с.
: :
: : Принцип РСДБ позволил использовать радиотелескопы на всех материках (даже в Антарктиде) и реально увеличить базу интерферометра до размеров земного шара. На таком "глобальном" телескопе можно получить карты (радиоизображения) квазаров с угловым разрешением до 100 микросекунд дуги или 0,0000000005 радиан (под таким углом видно из Москвы спичечную головку в Париже или футбольный мяч - на Луне).
: :
: : За прошедшее время техника РСДБ была усовершенствована тем, что вместо непосредственной перевозки записанного сигнала (так сказать "багажом") стали применять его ретрансляцию через геостационарный спутник (с 1976 г.) или по волоконным линиям связи. Это позволило получать интерференцию в реальном времени. Наконец, одну из приемных антенн отправили вообще в космос, на орбиту около 30000 км.
: :
: : В терминах формализма квантовой телепортации в космическом интерферометре происходят следующие процессы. Квазар посылает квант света, который достигает первого (ближайшего к нему) телескопа ("подлетает" к нему). Заранее (еще до его прихода, в течение всего процесса наблюдений) в обоих телескопах постоянно работают стандарты частоты, генерирующие опорные синхронизирующие сигналы. Эти сигналы в радиодиапазоне аналогичны потоку элементарных частиц с коррелированными квантовыми состояниями (см. парадокс Эйнштейна - Подольского - Розена). В первом телескопе происходит смешивание пришедшего фотона с опорным импульсом, сам фотон при этом исчезает, а вместо него рождается новый квантовый объект ("бифотон", аналог "смешанной" частицы), который и фиксируется на материальный носитель (записывается на магнитную ленту или передается дальше по линиям связи). Одновременно с этим на другом телескопе (или на всех других телескопах, если в наблюдениях принимают участие много антенн в разных точках пространства) происходит изменение квантового состояния опорного импульса, идентичное "бифотону" первого телескопа, которое затем также фиксируется в материальном виде каждым приемником самостоятельно. Процесс передачи квантового состояния в формализме телепортации называется "посланием". Необходимо подчеркнуть, что само квантовое состояние фотона передается на все принимающие антенны (а в общем случае - по всему пространству) мгновенно. Иными словами, "послание" распространяется мгновенно.
: :
: : Затем полученная телескопами и зафиксированная ими информация о квантовом состоянии пришедшего фотона передается материальными носителями в единый центр со скоростью, не превосходящей скорости света. Данная информация о событии, происшедшем в иной точке пространства, в формализме телепортации называется "сообщением". Только после получения "сообщений" от всех телескопов и их совместной обработки можно будет восстановить информацию о квантовом состоянии того фотона, который изначально пришел от квазара, т. е. определить его энергию (длину волны), направление прихода (импульс), поляризацию, и другие параметры. При получении большого числа квантов света можно будет построить радиоизображение квазара.
: :
: : Иными словами, полный процесс квантовой телепортации каждого фотона вовсе не мгновенный, этот процесс завершается только после завершения совместной обработки сигналов от всего ансамбля приемных антенн. В принципе, можно и сейчас взять ленты, записанные много лет назад и вновь получить интерференционный сигнал с неба. Понятно, что в данном случае в формализме телепортации понятие о пространственных размерах и временных продолжительностях квантов света также утрачивает физический смысл.
: :
: : Было бы очень интересно процесс телепортации увидеть в буквальном смысле, т. е. осуществить его для оптических квантов. К сожалению, до настоящего времени еще нет РСДБ в оптике ("ОСДБ"), поскольку не реализованы источники непрерывного когерентного сигнала (стандарты частоты) для оптического диапазона (частоты около 1015 Гц).
: :
: Это школьникам впаривают?
: Однако...
: Про прием антеной радиотелескпа половинки кванта -
: уже замечательно, а уж про телепортацию - прием одного
: кванта неограниченным числом радиотелескопов - полный
: отпад...
Не может быть..., из Ваших уст и такое необычное мнение...
Что случилось?
отредактировано 26.09.2006 16:56 |
» Альтернативный форум