量子力学“哪条路径”实验背景下的光子线动量与角动量
量子物理
2022-10-06 v1 光学
摘要
在涉及单光子经光学系统不同路径并最终自干涉（如杨氏双缝实验、马赫-曾德尔干涉仪、萨格纳克干涉仪）的光学实验中，光子的线动量与角动量，和观测者确定光子通过系统的路径之能力之间，存在根本联系。本文考察将光子动量（通过海森堡不确定性原理）与量子力学核心的“哪条路径”（德文：welcher Weg）问题相关联的论证。我们表明，施加于孔径或镜面的线动量，或系统中 strategic 放置的波片所拾取的角动量，虽可识别光子路径，却以破坏相应干涉效应为代价。我们还描述一个思想实验：圆偏振光子从一对保持固定间距的小粒子散射。此情形下光子与散射粒子间的角动量交换似乎提供了“哪条路径”信息，必然抹去相应干涉条纹，尽管条纹抹去机制看似并未以任何明显方式涉及不确定性原理。
引用
@article{arxiv.2210.01890,
title = {Linear and angular momenta of photons in the context of "which path" experiments of quantum mechanics},
author = {Masud Mansuripur},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.01890},
year = {2022}
}
备注
12 pages, 5 figures, 12 equations, 19 references, one appendix