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時間逆行通信の検証実験/6.受信部

fugaku6

葛飾北斎 富嶽三十六景/深川万年橋下


【光子の運命】

独房(孤立系)に収監されているムルソーを死刑に処すか無罪放免とするかの評決が量子コイントスによって決められる場合、ムルソーの運命はその量子コイントスを頂点とする未来光円錐面において死刑または釈放に確定する。死刑に処せられる運命にあるムルソーと釈放される運命にあるムルソーとは様相的にかけ離れた状態にあるにもかかわらず、ムルソーが力学的に孤立しているという理由から、従来の物理学はそれらを同じ物理状態にあるものとして扱ってきた。実際、ムルソーのような巨視的な系の状態の変化はよい近似で決定論的に記述できるため、様相的状態を無視してもかまわない。しかし、光子のような量子的粒子の状態の変化は非決定論的に記述されるため、様相的状態を無視できない。


第1のH偏光板(偏光軸:0°)と第2のD偏光板(偏光軸:+45 °)とを光路上に直列配置し、第1のH偏光板を透過した1個の光子の偏光状態を第2のD偏光板で測定する状況について考える。量子力学のコペンハーゲン解釈では、第1のH偏光板を透過した直後の光子の状態はH偏光状態だとされる(射影仮説)。また、波束の収縮時点を観測者の確認時点に置く解釈でも、光子が第一のH偏光板に到達する予定時刻にそこで吸収されないことを観測者が確認したとすれば、光子がH偏光板を透過したことは確実であり、透過直後の光子の状態はH偏光状態だとされる。さらに、多世界解釈でも、光子が第1のH偏光板を透過した世界では、透過直後の光子の状態はH偏光状態だとされる。そして、第2のD偏光板の測定値はボルンの規則にしたがって半々の確率でD(+45 °)かX(-45 °)かのどちらかになるとされる。しかし、これは可笑しい。なぜなら、第2のD偏光板はH偏光状態にある1個の光子をD(+45 °)かX(-45 °)かのどちらかの偏光状態に確率的に変換する量子電磁力学的メカニズムではないからである。


第2のD偏光板がH偏光状態にある1個の光子をD(+45 °)かX(-45 °)かのどちらかの偏光状態に確率的に変換する量子電磁力学的メカニズムではないないとすれば、第2のD偏光板に入射する直前の光子の状態はDX混合状態(±45°混合状態)だと考えざるをえない。では、光子はいつどのようにしてDX混合状態になったのだろうか。ムルソーが死刑になるか、それとも、釈放されるかの運命が評決の量子コイントスで決まるように、光子がDX測定されるかされないかの運命は、DX偏光測定基底の設定原因となる量子力学的確率事象によって決まる。光子が第1のH偏光板を透過する前から第2のD偏光板が光路に設置されているとすれば、第1のH偏光板を透過した直後における光子の運命は、DX測定によりDかXかのどちらかとして測定されることが確定している。そこで、光子の様相的な状態(運命)がまさしく現実の物理状態であるとすれば、第1のH偏光板を透過した直後から第2のD偏光板に入る直前までの光子の状態は様相的なDX混合状態だと推定できる。


非決定論的に発展する現実の物理世界を記述する上で不可欠な確率や運命や可能性や必然性といった様相概念は、いまここの私(実存、観測者)を基準とする相互主観的(間主観的)な概念である。常識として受け入れられてきた「物理系は客観的に記述できる」という信念は、決定論的な数式によって十全に記述できる特殊な物理系において通用するにすぎない。現実の物理世界が非決定論的に発展しているにもかかわらず、科学の場において「主観を排除した客観的記述」を強要する者の態度は教条主義的だといわざるをえない。


【偏光板と回転マウント】(THORLABS製、写真4参照)

・Φ12.7mm 保護ウインド付きフィルム型偏光子

・Φ12.7mm 光学素子用回転マウント


【フォトディテクタ】(THORLABS製PDA100A、写真4参照)

・波長範囲: 320 - 1100 nm

・帯域幅: DC - 2.4 MHz

・利得: 1.51 kV/A - 4.75 MV/A (Hi-Z Load)

・利得: 0.75 kVA - 2.38 MV/A (50 Ω Load)

・NEP (noise equivalent power: 雑音等価電力): 0.973 - 27 pW/Hz1/2

・アクティブエリア: 100 mm2(10 mm x 10 mm)



フォトディテクタ

写真4 フォトディテクタと回転マウント



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