Эффект Хонга — У — Мандела

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Эффектом Хонга — У — Мандела (англ. Hong-Ou-Mandel effect) называют эксперимент, подтверждающий квантовую природу света. В эксперименте показано, что неотличимость двух фотонов (принадлежность к частицам группы бозонов), испущенных от разных источников света с фоковской статистикой, приводит к увеличению контраста функции счета совпадений по сравнению с контрастом, получаемой от классических (пуассоновских) источников света. Результат эксперимента имеет важное значение для работ по созданию квантового компьютера, сетей связи с квантовым протоколом безопасности. Эксперимент был осуществлен в 1987 году[1].

Эксперимент[править | править вики-текст]

Светоделитель в схеме совпадений

Работа светоделителя с разными источниками[править | править вики-текст]

Следуя работе[2] можно показать, что вероятность одновременной регистрации фотона каждым детектором ~D_a и ~D_b в случае источника с фоковской ~P^{q}(x_a, x_b) и пуассоновской ~P^{cl}(x_a, x_b) статистикой определяются следующими выражениями:

фоковский источник — ~P^{q}(x_a, x_b) = {\frac{1}{2}}  \eta^{2} E_{0}^{4} \left \{1-\cos \left [ \frac{2\pi (x_a-x_b)}{L} \right ] \right \}

пуассоновский источник — ~P^{cl}(x_a, x_b) =  {\frac{1}{4}} \eta^{2}\left\{ \left \langle {E_{0}^{4}} \right \rangle -2\left \langle  E_{0}^{2} \right \rangle  \cos \left [ \frac{2\pi (x_a-x_b)}{L} \right ] \right\} , соответственно

здесь \eta — эффективность приемников, E_{0}^{2} — интенсивность падающих пучков.

При равенстве плечей ~x_a=x_b вероятность ~P^{q}(x_a, x_b) одновременной регистрации двух фотонов, излучаемых двумя независимыми фоковскими источниками (квантовый свет), равна нулю — то есть фотоны могут лишь парами прибывать на один из детекторов ~D_a и ~D_b . В случае с пуассоновскими источниками (классический свет) эта вероятность ~P^{cl}(x_a, x_b) отлична от нуля.

Объяснение результатов эксперимента[править | править вики-текст]

Литература[править | править вики-текст]

  1. Hong, C. K. (1987). «Measurement of subpicosecond time intervals between two photons by interference». Phys. Rev. Lett. 59 (18): 2044–2046. DOI:10.1103/PhysRevLett.59.2044. PMID 10035403. Bibcode:1987PhRvL..59.2044H.
  2. М. О. Скалли, М. С. Зубайри, Квантовая оптика, Москва, Физматлит, 2003 г. стр.110