Предложен и экспериментально апробирован метод измерения корреляционной функции бифотонного поля, не требующий применения однофотонных детекторов и схем совпадений фотоотсчетов. Метод основан на статистическом анализе токовых показаний аналоговых детекторов. На примере работы схемы с аналоговыми ФЭУ в сигнальном и холостом каналах вырожденного параметрического рассеяния света показано, что новый подход позволяет получить значения корреляционной функции, совпадающие с результатами применения стандартной техники счета фотонов. Показано, как по результатам измерения корреляционной функции определяются абсолютные значения чисел фотонов и мощности излучения в сигнальном канале схемы параметрического рассеяния. Переход на аналоговое детектирование способно расширить границы спектральных и динамических диапазонов электромагнитного излучения для применения квантово-оптических технологий. В качестве первого примера применения продемонстрирован метод безэталонного измерения спектральной чувствительности фотоприемного модуля аналогового типа.
Предложен и экспериментально апробирован метод измерения корреляционной функции бифотонного поля, не требующий применения однофотонных детекторов и схем совпадений фотоотсчетов. Метод основан на статистическом анализе токовых показаний аналоговых детекторов. На примере работы схемы с аналоговыми ФЭУ в сигнальном и холостом каналах вырожденного параметрического рассеяния света показано, что новый подход позволяет получить значения корреляционной функции, совпадающие с результатами применения стандартной техники счета фотонов. Показано, как по результатам измерения корреляционной функции определяются абсолютные значения чисел фотонов и мощности излучения в сигнальном канале схемы параметрического рассеяния. Переход на аналоговое детектирование способно расширить границы спектральных и динамических диапазонов электромагнитного излучения для применения квантово-оптических технологий. В качестве первого примера применения продемонстрирован метод безэталонного измерения спектральной чувствительности фотоприемного модуля аналогового типа.
Разработана процедура обработки данных для измерения нормированной корреляционной функции второго порядка бифотонного поля. Метод Клышко для абсолютной калибровки квантовой эффективности детекторов тестируется как в счетном, так и в аналоговом режиме. Полученные результаты наиболее важны для развития квантовых технологий в длинноволновой области спектра, включая терагерцевый диапазон.
В докладе теоретически рассматривается взаимодействие группированных фотонов, то есть группы фотонов в одном квантовом состоянии поля, с однофотонными детекторами и детекторами с разрешением по числу фотонов. Показано, что использование матрицы однофотонных детекторов не в состоянии разрешать число фотонов в таких состояниях. В то же время использование фотоумножителей в виде вакуумных трубок с динодами позволяет разрешить число фотонов в таких состояниях со значительно большей эффективностью. Также в статье обсуждается повышение эффективности таких фотоумножителей и перспективы применения групповых состояний фотонов для квантового распределения ключей (КРК).
Одностенные углеродные нанотрубки (ОУНТ) обладают уникальными физическими свойствами, обусловленными присущим им квази-релятивистским поведением [1]. Поскольку описание поведения носителей в ОУНТ формально подобно описанию поведения электрона в теории Дирака, в данной работе предложен квантово-полевой подход к построению одно-частичного оператора плотности вероятности (ПВ) для двузонной модели ОУНТ [1]. Предложенный подход является альтернативой обычно рассматриваемому преобразованию Фолди-Ваутхаузена, которое позволяет разделить положительно и отрицательно частотные решения. Показано, что в рассмотренном “no-pair” приближении полученная одноэлектронная ПВ отличается от “классической” Шредингеровской ПВ, задаваемой квадратом волновой функции. Полученная ПВ указывает на вспомогательную роль волновой функции при анализе эксперимента, поскольку демонстрирует дополнительно к стандартному квантово-механическому размытию положения электрона, размытие, связанное с многозонностью проблемы. С точки зрения квантовой теории поля, дополнительное динамическое размытие связано с флуктуациями вакуума-заполненной валентной зоной (аналог “моря” Дирака). Налетающий электрон аннигилирует с дыркой виртуальной пары, а электрон пары продолжает движение [2]. Как показано, такая телепортация проявляется не только в особенности поведения ПВ, но и обуславливает существенную модификацию внешнего потенциала в полученном для однокомпонентной волновой функции одно-частичном уравнении типа Салпетера. К нелокальности псевдо-дифференциального оператора кинетической энергии добавляется нелокальное воздействие внешнего потенциала, который в общем случае представляет собой интегральный оператор. Обсуждаются условия существования псевдо-релятивистского эффекта дрожания электрона (Zitterbewegung) и его связь с полученным нелокальным потенциальным членом типа Дарвина. Показано, что описанные особенности поведения электрона в ОУНТ связаны с необычными свойствами оператора координаты rˆ в одно-частичном секторе: r n n r ˆ . Предсказанные эффекты размытия достаточно велики (характерная длина-аналог Комптоновской длины в теории Дирака порядка 28,6А [1]) и, следовательно, наблюдаемы, например, с помощью сканирующей зондовой микроскопии. Однозначное соответствие в рамках предложенного подхода между решениями в ОУНТ и решениями (1+1) проблемы Дирака, предсказания для которой вне современных экспериментальных возможностей, представляет возможность экспериментального наблюдения и теоретического описания в ОУНТ таких релятивистских эффектов, как Zitterbewegung [3] и эффекта порождения электрон-дырочных пар - эффекта нестабильности вакуума СаутераШвингера [4].
Аннотация Фотон, являясь квантом электромагнитного поля, демонстрирует фундаментальное расхождение между классической материальной парадигмой и квантовой реальностью. В классической картине фотон должен обладать траекторией, локализацией и объективными свойствами, существующими независимо от наблюдения. Однако квантовая механика показывает, что фотон не имеет траектории, не локализуем, а его «путь» возникает только в момент измерения. В статье проводится математический анализ отсутствия оператора положения для фотона, рассматриваются ключевые эксперименты (двухщелевой, delayed choice), и предлагается онтологическая интерпретация в рамках ZEBTS, где фотон рассматривается как гипертопологическая структура, а путь — как Γ‑проекция гиперструктуры на модус M. Делается вывод о необходимости перехода от материальной парадигмы к квантово‑информационной онтологии.
Представлена методика и результаты ренормгруппового описания неравновесной критической релаксации модели А с эволюцией из начальных состояний, соответствующих полностью упорядоченному низкотемпературному и неупорядоченному высокотемпературному состояниям параметра порядка. Показано, как в критическом режиме уже в приближении теории среднего поля возникают эффекты нарушения флуктуационно-диссипативной теоремы и двухвременная зависимость для корреляционной функции и функции отклика. Для универсального флуктуационно-диссипативного отношения проведен расчет флуктуационных и примесных поправок при фиксированной размерности пространства d = 3. Для вычисления предельного значения флуктуационно-диссипативного отношения применен метод суммирования рядов Паде – Бореля.
Анализ интегрального волнового уравнения с ядром в виде интеграла по траекториям показал, что в основе явления коллапса волновой функции лежит нелокальное изменение внутренней структуры квантовой частицы, которая рассматривается в виде совокупности материальных полей. Эта нелокальность позволяет избежать конфликта постулата редукции волновой функции со специальной теорией относительности (СТО). Представлено обоснование детерминистической природы механизма преобразования волновой функции, соответствующего в традиционной квантовой механике редукции фон Неймана, что непосредственно следует из формы континуального интеграла (ядра интегрального волнового уравнения), а случайность квантово-механических результатов измерения объясняется присутствием в процессе измерения макроскопического прибора. Кроме того, показано, что аналогичный механизм трансформации волновой функции может определять и явление декогеренции. Детально описан эксперимент ЭПР-типа и обоснована возможность передачи информации быстрее скорости света при использовании явления коллапса волновой функции, а также предложены возможные практические способы такой передачи.