質疑現代量子力學所謂實驗中的單光子,是概念上的單光子,還是真實的單光子?

蘭天196926837


對質量只有10^-43g的單光子,儀器再大,再先進,也是物體形式存在的,固態在吸收單光子方面能力更強,從何處下手也無法捕捉到單光子,最起碼得有一定數量的光子。這裡指一定數量的光子與接收的距離成正比。單光子也不能成像,上億光子就可成像了。倘若說接收到了單光子,肯定是騙人的,是不知道單光子能夠攜多少能量,是多少的準確質量,存在多少時間,就是把一個單光子擺在面前也不能辯真偽。一個光子的能量和低於一束不可見光的能量,單光子想無阻地通過勢壘高的場所不行,只有光子數量多才行。空間吸收一個光子,此處吸收性減弱,利於後繼光子通過,依據光子阻力面小,軌跡上遇到的物質量相對也少些,光子被再吸收的數量也就相應地減少了。原子,分子,固態體,空間物質粒子都具有吸收光子的能力,所以說,空間處處是阻力,高能接收儀也一樣吸收光子。

對於攜能高的紫外光,伽瑪射線,打到底片上顯示,必須放大後其亮點才可見。現代科學認為達到一個光子的靈敏度,就認為是一個光子了,在不知道單光子質量的前題下,就是單光子擺在面前也不能辯真偽。他們說接近單光子頻率和靈敏度就從客觀上認為是一個光子了,這是不嚴謹的科學態度。就是單光子象紫外光子一樣攜帶的能量特高,問題是往那個方向運動,只能寸步難行,數學和理論不能給以運動力。單光子有多少能量能衝出一米,衝出一米就違反了能量守恆定律,就不是普通光子了,而這裡談的完全是一個普通光子呵!一個手電筒快沒電了,其光子數量按橫切面,密度和光子的質量計算還有一萬多億個光子,手電筒弱光射出後可見光範圍幾釐米,不可見光範圍有二百多米,實驗一下便知,這說明在射出的光子方向上遇到了一萬多億個原子。手機響一下就有上億個電子到達了,反正單光子無法感應得到,這個實驗很簡單,就是他們認為的單光子也不會感應後放大響一聲,關鍵不是他們說的有感應,而是無感應和只會處於被吸收的狀態。

不能想象已達到了一個光子的靈敏度就認為客觀上是一個單光子了,只能起誤導作用,依據對單光子數據計算還差得遠呢!單光子雙縫干涉實驗中也認為是一個光子通過了雙縫,從科學的角度講太不嚴謹。靠想象發射單光子,接收單光子,在他們那兒吹習慣了,忘記空間物質的吸光能力,在他們的想象力中忘記了物質具有的吸光能力。倘若空間物質不存在吸光性,單光子可以發射和接收,單光子還可能縱橫整個宇宙,整個宇宙空間將車水馬龍,不是黑暗的世界了,地球範圍的光子有多少,照亮地球的引力空間卓卓有餘。騙子的想象力真難穿幫,對於一般人而言是很難想得到的。騙子有幾大特點,一,還處在實驗階段就說成功了。二,總帶神秘色彩。三,不是論文理,而是把矛盾對準民科,常人。四,吹得天花亂墜,捧就能成聖人。五,前後說話不一致,顛三倒四。六,無水平,沒能力,唯心書讀得太多。七,說他們不會計算,整天搬著公式行騙,說他們會計算,只能用接近單光子的靈敏度來形容。八,總離不開書本知識,純數學推導,還存有幾個基礎的實驗,其他的就一巧不通。他們說量子密鑰分發絕對安全,在戰爭到來時,一旦接收到敵人發來的大量糾纏光子就麻煩了,很可能會導致失敗,既一著不慎,全盤皆輸。


蘭天196926837


這個問題問的非常地業餘,非常地民科。單光子的產生和探測並不是多了不起的事情,現代物理實驗,尤其是量子光學實驗裡司空見慣。這種問題只有一幫不去學習,也學不明白的蠢人才問的出來。

首先就發射端來說,自從發明了激光,單光子產生就沒有原則上的困難,只要把一束窄線寬激光不斷用衰減片,能量衰減到一個光子的能量,就無法再衰減下去,這就是單光子源。這種單光子源不夠完美,因為是相干態,偶爾會以兩光子形式出來,但是用來做量子通信足夠用了(誘騙態方案)。更理想的單光子源可以用半導體量子點,一個量子點可以不斷地產生單光子脈衝,品質非常好。

就單光子探測來說,用半導體芯片探測的技術已經非常成熟。根據光電效應,單個光子會被單個電子吸收,讓這個電子能量升高,變成極微弱的單電子電流,但這個微弱的電流對半導體技術來說也不是難事,可以通過雪崩放大等方法變成更強的電流,所以經常提到的雪崩二極管,單光子計數器,EMCCD都是專門用來探測單光子的,市面上到處有賣。最近有一種新的超導納米線技術,可以更高效地探測單光子,也有了商業產品。

相關的問題,囚禁單個原子也不是什麼難事,早在上個世紀80年代就發明了離子阱,裡面囚禁單個離子,甚至單個質子,單個電子都很常見。對中性原子來說,有兩種方法可以囚禁單個原子,一種是用光學微腔,另一種是光晶格,可以做到每個個點囚禁一個原子,世界上能做到這個技術的實驗組很多。

綜上,提問者不要用自己的無知去抹黑物理學家。


九維空間


現代科學技術當然能探測到一個光子啊。無論是X射線,還是伽馬射線,現代科學技術,早就能達到探測單個光子的靈敏度了。

比如1999年發射的Chandra以及後來發射的XMM,X射線望遠鏡,其CCD都是一個一個光子接受的。而且因為天體距離遙遠,往往幾十秒,才捕捉到一個光子。甚至在某些可見光波段,也是可以做到單光子測量。

單光子測量並不複雜。因為一個高能光子進入的時候會有一次觸發,而CCD的勢阱深度本來就是知道的,光電效應,產生的新的電位,可以測出,所以就能明確知道入射光子的能量。

另外,從1990年代起,諾貝爾獎已經給了大量會涉及單光子實驗的重要工作,包括玻色-愛因斯坦凝固等。

這些工作,都是要同行評議的。不是自己拍個照片,就說做成功的。

一位科學家,從讀書,到最後能獨立科研,是一道一道習題、作業、考試,一篇篇論文,磨練出來的。吹?怎麼吹呢?這些儀器,動不動就是幾百萬,幾千萬,靠什麼能吹出這些儀器呢?科研成果,全球主要的實驗室,都要後期來驗證,數據處理,不同的學術組也要來核對,怎麼吹呢?

另外,題主把極限靈敏度的實驗,與相對宏觀的定量實驗,給混淆了。比如光譜,要形成光譜,那是得多少光子啊?一個光子,只有一個特定的波長,怎麼能形成光譜呢?光譜測量與單光子測量完全是兩碼事啊。單原子的光譜,那是要讓單原子處於不同能級,產生特殊的譜線,不存在什麼光譜問題的啊。至於連續譜,未必是原子能級改變輻射的,有不同的輻射機制產生。


令狐迦基


單光子的製作與檢測,涉及當前中國光量子通信、計算與探測等科技是否屬於偽科技的問題,在這個問答中,有兩位大牌號的作者均對人類製作與檢測單光子的能力作了肯定的回答,一位是網名為“令狐迦基"的天文學家,另一位是網名為"九維空間"的量子學博士、中科大潘建偉團隊的副研員。本人不敢贊同他們的觀點,分述理由如下:

一、對令狐迦基觀點的質疑

令狐迦基先生陳述:“1999年發射的Chandra以及後來發射的XMM,X射線望遠鏡,其CCD都是一個一個光子接受的。而且因為天體距離遙遠,往往幾十秒,才捕捉到一個光子。甚至在某些可見光波段,也是可以做到單光子測量”

他還說“單光子測量並不複雜。因為一個高能光子進入的時候會有一次觸發,而CCD的勢阱深度本來就是知道的,光電效應,產生的新的電位,可以測出,所以就能明確知道入射光子的能量。

另外,從1990年代起,諾貝爾獎已經給了大量會涉及單光子實驗的重要工作,包括玻色-愛因斯坦凝固等。”

本人質疑如下:

令狐迦基所說的單光子檢測器,實際上是根據光電效應與多級電場的電流放大原理製成的,目前已知的最大放大倍數為一億倍,也就是說,一個光子的能量信號可以放大到相當於1億個光子的能量信號,這大約相當於一個15毫瓦激光源每秒產生光子數的5億分之一的能量值,本人搜遍了網絡,也沒找到靈敏度達到能檢測到這個能量級的儀器,所有單光子計數器的用途解釋均為檢測光束(即光子群)的總光子數,而不是逐一地精確檢測單個光子!

二、對九維空間先生的質疑

九維空間先生認為,激光衰減片可以精確衰退出單光子,半導體量子點也可以精確產生單光子脈衝,"單光子計數器"已廣泛應用。

本人認為,任何材料均由原子組成,原子中可以穿過光子的空虛區域,常佔了原子90%以上的空間,至少相當於單個光子的1000萬倍以上,因此,所謂的激光衰減片可以精確衰減出單光子之說,是無法成立的。

所謂的"半導體量子點”,實質上是用弱電流激發半導體空穴產生光子的結構,由於弱電流是連續的電子群,半導體空穴也非單個,所以絕對不可能精確產生單光子。

實際上,從潘建偉發佈的量子通信與計算的文章來看,均沒有采用“九維空間”先生所說的製作單光子器件,而是採用弱激光源+偏光片的結構,同樣也不具備產生單光子的條件。

至於“九維空間"先生所說的單光子計數器,與前述一樣,僅僅是統計光子群的光子總數計算器而已,不是精確檢測單個光子的計數器!

總而言之,中國光量子通信、計算與探測等科技,是絕對的偽科技,這不僅由於人類不具備製作、抓控、檢測、穩定與遠距離發送單光子的能力,也由於量子糾纏、疊加等原理均為荒唐的偽科學!


池昭新一城市新模式


從理論出發,只有控制單個氫原子核外電子,用某種方式使其只躍遷一次,才可以產生單個光子。

就目前來說沒有哪個國家做這種設備,他們都是做光束被吸收,直到他們認為只剩下一個光子為止。

而沒有任何手段可以證明,只剩下一個光子。


在世丹王


我也覺得很奇怪,首先光源如何只發射一個光子,其次,那個縫真的只能通過一個光子嗎?再次,如何避免量子波動產生的光子汙染。然而都寫進教科書這麼多年了,應該有它的道理吧,書上說是單光子,那就是吧😂


水滴的三體


原子(或電子)只能一個一個地接收光子,但我們還無法區分那一個個的光子,只能得到統計性效應。另外,到底單光子是什麼樣,現在誰也說不清,比如光的偏振特性就不可能能從單個光子測得(根據定義單個光子不可分,偏振特性就是可分的)。


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