Soubor:Quantum measurement of polarization.gif

Obsah stránky není podporován v jiných jazycích.
Z Wikipedie, otevřené encyklopedie

Quantum_measurement_of_polarization.gif(350 × 245 pixelů, velikost souboru: 1,29 MB, MIME typ: image/gif, ve smyčce, 143 snímků, 26 s)

Popis

Popis
English: A quantum measurement of polarization of single photons, where individual photons are injected into a polarizing beam splitter, which transmits the horizontal and reflects the vertical polarization. A horizontally polarized (H) photon reaches the right-hand side detector, a vertically polarized (V) photon reaches the left-hand side detector, and a diagonally polarized (D) photon leaves the beam splitter in a coherent superposition of H and V. It propagates in this form till it reaches both detectors, at which moment the photon's wave function collapses into a well-defined polarization. In the animation the photon finally "chooses" the horizontal polarization, but it could have chosen with the same probability the vertical one.
Čeština: Kvantové měření polarizace fotonů, kde jsou jednotlivé fotony posílány skrz polarizační dělič paprsků, který propouští horizontální polarizaci a odráží tu vertikální. Horizontálně polarizovaný (H) foton doletí k pravému detektoru, vertikálně polarizovaný (V) foton doletí k detektoru levému a diagonálně polarizovaný (D) foton opouští dělič paprsků v koherentní superpozici H a V. V této podobě se šíří prostorem až dorazí k detektorům, v kteréžto chvíli dojde ke kolapsu vlnové funkce fotonu do jedné konkrétní polarizace. V animaci si foton nakonec "vybere" horizontální polarizaci, ale se stejnou pravděpodobností si mohl vybrat i polarizaci vertikální.
Datum
Zdroj Vlastní dílo
Autor JozumBjada

Licence

Já, držitel autorských práv k tomuto dílu, ho tímto zveřejňuji za podmínek následující licence:
w:cs:Creative Commons
uveďte autora zachovejte licenci
Dílo smíte:
  • šířit – kopírovat, distribuovat a sdělovat veřejnosti
  • upravovat – pozměňovat, doplňovat, využívat celé nebo částečně v jiných dílech
Za těchto podmínek:
  • uveďte autora – Máte povinnost uvést autorství, poskytnout odkaz na licenci a uvést, pokud jste provedli změny. Toho můžete docílit jakýmkoli rozumným způsobem, avšak ne způsobem naznačujícím, že by poskytovatel licence schvaloval nebo podporoval vás nebo vaše užití díla.
  • zachovejte licenci – Pokud tento materiál jakkoliv upravíte, přepracujete nebo použijete ve svém díle, musíte své příspěvky šířit pod stejnou nebo slučitelnou licencí jako originál.

Source code

This animation was created using Wolfram language 12.0.0 for Microsoft Windows (64-bit) (April 6, 2019). The source code follows.

(* ::Package:: *)

(* ::Chapter:: *)
(*Quantum measurement of polarization*)


(* ::Text:: *)
(*Version: 12.0.0 for Microsoft Windows (64-bit) (April 6, 2019)*)


(* ::Section::Closed:: *)
(*Constants*)


(* ::Input::Initialization:: *)
gray=GrayLevel[0.75];
partCol=Lighter[Blue,.5] (*Orange*);


(* ::Input::Initialization:: *)
hmax=4.4;


(* ::Section::Closed:: *)
(*Particle*)


(* ::Input::Initialization:: *)
getWave[off_,cutL_:-2\[Pi],cutH_:2\[Pi]]:=Module[{plot,line,line3D,rad=0.04,a=1*10^(-0.5),b=7,c=1.4\[Pi],sf=.2},
plot=Plot[sf Exp[-a (x/sf)^2]Sin[(b x+off)/sf],{x,sf Max[-c,cutL],sf Min[c,cutH]}];
(*line=Cases[InputForm[plot],_Line,Infinity,1];*)
line=InputForm[plot][[1,1,1,1,3,1,2]];
line3D=line[[1]]/.{a_?NumericQ,b_}:>{a,b,0};
Tube[line3D,rad]
]


(* ::Input::Initialization:: *)
particle[off_,cL_:-2\[Pi],cH_:2\[Pi]]:={partCol,Opacity[.5],Ball[{0,0,0},.3],Rotate[getWave[6\[Pi] off,cL,cH],\[Pi]/2,{0,0,1}]}


(* ::Section::Closed:: *)
(*PBS*)


(* ::Input::Initialization:: *)
beamsplitter=Module[{p1={0, 0, 0},p2={1, 0, 0},p3={0, 1, 0},p4={0, 0, 1},p5={1, 0, 1},p6={0, 1, 1},prism},
prism=Translate[Prism[{p1, p2, p3, p4, p5, p6}], {-.505, -.505, -.5}];
{
EdgeForm[None],Specularity[Lighter[Blue,0.2],200],
{
Opacity[.8, Lighter[Purple, .7]],FaceForm[Opacity[.8, Lighter[Blend[{Blue, Purple}, .9], .5]]],
prism
},
        {
Opacity[.9, Lighter[Purple, .7]],FaceForm[Opacity[.85, Lighter[Blend[{Blue, Purple}, .1], .5]]],
Rotate[prism, \[Pi], {0, 0, 1}]
}
        }
      ];


(* ::Section::Closed:: *)
(*Detectors*)


(* ::Input::Initialization:: *)
detector=RevolutionPlot3D[.2x^2 Exp[x],{x,0,1.65},BoxRatios->1,Mesh->False,PlotStyle->Thickness[.2]];
detector=First@Cases[InputForm[detector],_GraphicsComplex,Infinity,1];
detector=detector/.{(Lighting->_):>Nothing,_RGBColor->Nothing,_Specularity->Nothing};


(* ::Input::Initialization:: *)
Module[{col1=gray,col2=gray,ang=35,dist=17,vert=8},
detector1=Translate[#,{0,4,0}]&@Rotate[#,\[Pi]/2,{0,1,0}]&@Rotate[Scale[detector,0.3],\[Pi]/2,{1,0,0}];
detector2=Translate[#,{-3.8,0,0}]&@Rotate[#,\[Pi]/2,{0,0,1}]&@Rotate[#,\[Pi]/2,{0,1,0}]&@Rotate[Scale[detector,0.3],\[Pi]/2,{1,0,0}];
]


(* ::Input::Initialization:: *)
subsceneDetectors[r_,partup_:True]:=Module[{col1=gray,col2=gray},
If[r>.9,If[partup,col1=Orange,col2=Orange]];
{{col1,detector1},{col2,detector2}}
]


(* ::Section::Closed:: *)
(*Scenes*)


(* ::Input::Initialization:: *)
trajectoryH[r_]:=Module[{rcollapse=0.95},
Translate[#,{0,Rescale[r,{0,1},{-2,hmax-2}],0}]&@particle[r,-2\[Pi],If[r>rcollapse,\[Pi],2\[Pi]]]
]


(* ::Input::Initialization:: *)
trajectoryV[r_]:=Module[{rcollapse=0.95,rrefl=2/hmax,rdelta=0.1,dd,ang=\[Pi]/2},

If[r<rrefl,
dd=If[r>rrefl-rdelta,Rescale[r,{rrefl-2rdelta,rrefl},{0,3\[Pi]/2}],0];
Translate[#,{0,Rescale[r,{0,rrefl},{-2,0}],0}]&@Rotate[particle[r,-2\[Pi]+dd,2\[Pi]-dd],ang,{0,1,0}]
,
dd=If[r<rrefl+rdelta,Rescale[r,{rrefl,rrefl+2rdelta},{3\[Pi]/2,0}],0];

Translate[#,{Rescale[r,{rrefl,1},{0,-2}],0,0}]&@Rotate[Rotate[particle[r,-2\[Pi]+dd,2\[Pi]-dd+If[r>rcollapse,-\[Pi],0]],\[Pi]/2,{0,1,0}],\[Pi]/2,{0,0,1}]
]

]


(* ::Input::Initialization:: *)
trajectoryD[r_]:=Module[{rcollapse=0.9,rrefl=2/hmax,rdelta=0.1,dd,ang=\[Pi]/4},

If[r<rrefl,
dd=If[r>rrefl-rdelta,Rescale[r,{rrefl-2rdelta,rrefl},{0,3\[Pi]/2}],0];
Translate[#,{0,Rescale[r,{0,rrefl},{-2,0}],0}]&@Rotate[particle[r,-2\[Pi]+dd,2\[Pi]-dd],ang,{0,1,0}]
,
dd=If[r<rrefl+rdelta,Rescale[r,{rrefl,rrefl+2rdelta},{3\[Pi]/2,0}],0];

{
If[r>rcollapse,{},
Translate[#,{Rescale[r,{rrefl,1},{0,-2}],0,0}]&@Rotate[Rotate[particle[r,-2\[Pi]+dd,2\[Pi]-dd],\[Pi]/2,{0,1,0}],\[Pi]/2,{0,0,1}]
],
Translate[#,{0,Rescale[r,{rrefl,1},{0,hmax-2}],0}]&@particle[r,-2\[Pi]+dd,2\[Pi]-dd+If[r>rcollapse,-\[Pi],0]]
}
]

]


(* ::Input::Initialization:: *)
animation[r_]:=Module[{r1b=0.05,r1e=0.34,r2b=0.35,r2e=0.64,r3b=0.65,r3e=0.999,mode,rloc,subsceneParticle,rightdet,opts,fontFamily=(*"Devanagari"*)"Times",fontSize=40},
{mode,rloc}=Piecewise[{
{{"H",Rescale[r,{r1b,r1e},{0,1}]},r1b<r<r1e},
{{"V",Rescale[r,{r2b,r2e},{0,1}]},r2b<r<r2e},
{{"D",Rescale[r,{r3b,r3e},{0,1}]},r3b<r<r3e}
},{"0",0}];

{rightdet,subsceneParticle}=Switch[mode,
"H",{True,trajectoryH},
"V",{False,trajectoryV},
"D",{True,trajectoryD},
"0",(rloc=0;{True,{}&})
];

opts={ViewVector->{{150,-200,150},{0,0,0}},ViewAngle->0.018,PlotRange->{{-3,1},{-4,4},{-1,1}},Lighting->"Neutral",Boxed->False};

Graphics[{
Inset[Graphics3D[{beamsplitter,subsceneDetectors[rloc,rightdet],subsceneParticle[rloc]},Sequence@@opts],ImageScaled[{.5,.5}],ImageScaled[{.5,.5}],2]
},PlotRange->{{-1,1},.7{-1,1}},
Epilog->If[mode==="0",{},Text[Style[mode,fontSize,partCol,Bold,FontFamily->fontFamily],ImageScaled[{.1,.1}]]]
]
]


(* ::Section::Closed:: *)
(*Preview*)


(* ::Input:: *)
(*Manipulate[animation[r],{r,0,1,Appearance->"Open"}]*)


(* ::Section:: *)
(*Export*)


(* ::Input:: *)
(*SetDirectory[NotebookDirectory[]]*)


(* ::Input:: *)
(*{time,frames}=AbsoluteTiming[ParallelTable[Rasterize[animation[r],ImageSize->350],{r,0,1,.007}]];*)
(*Print@time;*)
(*Export["anim.gif",frames,AnimationRepetitions->Infinity,"DisplayDurations"->.18]*)


(* ::Input:: *)
(*SystemOpen[%]*)

Popisky

Přidejte jednořádkové vysvětlení, co tento soubor představuje
Quantum measurement of polarization of single photons

Položky vyobrazené v tomto souboru

zobrazuje

Nějaká hodnota bez položky na Wikidatech

Historie souboru

Kliknutím na datum a čas se zobrazí tehdejší verze souboru.

Datum a časNáhledRozměryUživatelKomentář
současná5. 10. 2021, 21:35Náhled verze z 5. 10. 2021, 21:35350 × 245 (1,29 MB)JozumBjadaCross-wiki upload from cs.wikipedia.org

Tento soubor používá následující stránka:

Metadata