Детальная информация

В рамках сформулированной ранее квантовой механики фотона проводится численное моделирование временной эволюции одно- и двухфотонной интерференции в опыте Юнга с использованием сферически симметричных однофотонных волновых пакетов - 6-компонентных координатных волновых функций фотонов, отвечающих синхронному сферически симметричному излучению двух независимых точечных источников либо возникающих в результате "прохождения отдельных фотонов через два точечных отверстия в первом экране". Численное моделирование анализируется также с учетом результатов, полученных с помощью предложенной ранее аналитической 1-компонентной "квазиклассической" сферически симметричной волновой функции фотона (ВФФ), реализующей гауссовское распределение плотности вероятности момента времени излучения фотона, характеризуемое задаваемым параметром - временем излучения фотона tau. Для tau = 0.1 нс возникающая на втором экране интерференционная картина отображается графически в 9 последовательных моментов времени от t[1] = 0.1 нс до t[9] = 0.3 нс для излучения с длиной волны lambda = 1.5 см, расстояния от отверстий (или источников) до второго экрана l = 3.0 см и расстояния между отверстиями (источниками) d = 3.0 см. В области центрального интерференционного пика для всех моментов, кроме t[1], и в области последующих пиков, начиная с t[5] = 0.2 нс, получено хорошее совпадение интерференционных кривых, построенных с помощью численного расчета и "квазиклассической" ВФФ. Для моментов t[1] - t[4] результаты отличаются "неожиданным" проявлением в численном расчете третьего интерференционного пика, дополнительного по отношению к чередованию пиков, предсказываемому 1-компонентной "квазиклассической" ВФФ. Полученные результаты дополняют предыдущие исследования интерференции в опыте Юнга, в частности, осуществляя, в целом, теоретическое обоснование постулированных амплитуд Фейнмана, обогащая, однако, его представлением о временной эволюции интерференционной картины и уточняя, с другой стороны, возможную область их применения. Установленное совпадение интерференционных картин демонстрирует, с третьей стороны, что не только 6-компонентная квантово-механическая ВФФ может хорошо описывать интерференцию, но и значительно более простая 1-компонентная квазиклассическая ВФФ, которую вполне можно ассоциировать, поэтому, с измеряемой в некоторых последних экспериментах комплексной ВФФ. Указанное совпадение также подтверждает доказанное ранее для короткоимпульсного лазерного излучения соотношение неопределенностей для энергии и времени.

Within the framework of the previously formulated quantum mechanics of the photon, numerical modeling of the temporal evolution of single- and two-photon interference in the Young's experiment is carried out using spherically symmetric single-photon wave packets - 6-component coordinate wave functions of photons corresponding to synchronous spherically symmetric radiation from two independent point sources or arising as a result of the "passage of individual photons through two point apertures in the first screen". The numerical modeling is also analyzed taking into account the results obtained using the previously proposed analytical 1-component "quasi-classical" spherically symmetric photon wave function (PWF), which implements a Gaussian distribution of the probability density of the photon radiation time, characterized by a given parameter - the photon radiation time tau. For tau = 0.1 ns, the interference pattern appearing on the second screen is graphically displayed at nine consecutive time points from t[1] = 0.1 ns to t[9] = 0.3 ns for radiation with a wavelength of l = 3.0 cm, a distance from the apertures (or sources) to the second screen of lambda = 1.5 cm, and a distance between the apertures (sources) of d = 3.0 cm. In the region of the central interference peak for all time points except t[1], and in the region of subsequent peaks starting from time t[5] = 0.1 ns, good agreement was obtained between the interference curves constructed using numerical calculation and using the "quasi-classical" PWF. For time points t[1] - t[4], the results differ due to an "unexpected" manifestation in the numerical calculation of a third interference peak, which is additional to the peak alternation predicted by the 1-component "quasi-classical" PWF. The obtained results complement previous studies of interference in Young's experiment, in particular, by providing, overall, a theoretical justification for the postulated Feynman amplitudes, while enriching them, however, with a representation of the temporal evolution of the interference pattern and, on the other hand, refining the possible scope of their application. The established coincidence of interference patterns demonstrates, on the third hand, that not only the 6-component quantum mechanical wave function can well describe interference, but also the significantly simpler 1-component quasiclassical wave function, which can therefore be reasonably associated with the complex wave function measured in some recent experiments. The indicated coincidence also confirms the uncertainty relation for energy and time, previously proven for short-pulse laser radiation.

Инженерная физика = Engineering physics: научно-технический журнал. — Москва: Научтехлитиздат, 2022 -. — Электрон. журнал. — Периодичность: 12 раз в год. — Размещен на платформе "eLIBRARY.RU", ООО НЭБ: https://elibrary.ru/. — Доступ по паролю из сети Интернет (чтение). — <URL:https://www.elibrary.ru/title_about.asp?id=7838>.

Инженерная физика = Engineering physics: научно-технический журнал. — Москва: Научтехлитиздат, 2022 -. № 1, 2026. — (6 ст.). — Доступ по паролю из сети Интернет (чтение). — <URL:https://www.elibrary.ru/contents.asp?id=88839187>.