观测光学-类星体偶对以实现量子力学实验中的因果性与无关联性
天体物理仪器与方法
2025-04-15 v1 宇宙学与河外天体物理
数据分析、统计与概率
量子物理
摘要
通过观察位于天空相反方向的高红移天体,可从光程时间论证其发射光子之间存在因果性。其一种应用是通过感知两种独立望远镜捕获的最新到达的颜色来实现真随机数生成;例如,用于自主控制量子力学实验。虽然已使用遥远类星体实现,但这些并非完全因果的偶对,从地面任何单一观测站都无法同时观测。光学中这些微弱天体还需要大口径望远镜以避免在高速相机帧率下进行采样假设:可能存在未被察觉的内在关联或等效关联噪声会破坏纯随机性的预期。我们考虑了一种可能破坏量子力学实验的情形。基于此,建立了任意两个地面观测站的允许几何与仪器限制模型,并进行数据模拟。为比较,我们展示了来自双星8米望远镜的光度测量分析,采用档案数据,分别使用位于夏威夷的 Gemini-North 的 'Alopeke 和位于智利的 Gemini-South 的 Zorro 同时在两个波段(中心波长为 562 nm 和 832 nm)以 17 Hz 的帧率获取。未发现任何光度关联,校准了解析模型,预测在相同仪器下以信号信噪比超过 50 的 50 Hz 搜索是可行的。最后,提出了软件 PDQ(Predict Different Quasars),用于搜索已知类星体目录,报告适用于验证这些限制下因果性、无关联光子的亮度与可见性条件。
引用
@article{arxiv.2504.08928,
title = {Observability of Acausal and Uncorrelated Optical-Quasar Pairs for Quantum-Mechanical Experiments},
author = {Eric Steinbring},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.08928},
year = {2025}
}
备注
16 pages, 13 figures; accepted for publication in Universe