Få de daglige nyheder fra Version2 og Ingeniøren. Læs mere om nyhedsbrevene her.

close
Ved at tilmelde dig accepterer du vores Brugerbetingelser, og du accepterer, at Teknologiens Mediehus og IDA-gruppen lejlighedsvis kan kontakte dig om arrangementer, analyser, nyheder, job og tilbud m.m. via telefon og e-mail. I nyhedsbreve, e-mails fra Teknologiens Mediehus kan der forefindes markedsføring fra samarbejdspartnere.
forskningsingeniøren bloghoved

Én foton.. Og én foton.. Og én foton..

Sådan fungerer en enkelt-foton kilde, hvilket nok ikke er overraskende med tanke på navnet. En enkelt-foton kilde er et system, som kan levere én foton ad gangen, og til praktiske anvendelser skal fotonerne komme, når man beder om det.

Interessen for enkelt-foton kilder skyldes deres potentielle anvendelse i bl.a. kvanteinformationsteknologi, i kvantecomputere samt i kvantekryptering. Kvantekryptering vil, hvis det realiseres, være markant sikrere end eksisterende kryptering, og tilsvarende vil kvantecomputeren, hvis den en dag realiseres, kunne løse markant mere krævende beregningsopgaver end de klassiske computere, vi har i dag.

Et centralt element i realiseringen af kvantecomputeren er de såkaldte kvantebits, eller qubits, som er kvanteanalogen til biten i en klassisk computer. En qubit kan i praksis udgøres af et hvilket som helst fysisk system, som besidder to distinkte kvantetilstande, og både elektroner og fotoner kan på forskellig vis bruges som qubits.

Brugen af fotoner som qubits er appellerende, fordi fotoner kun vekselvirker svagt med omgivelserne, og fordi de nemt manipuleres i optiske måleopstillinger. Et foreslået system til at realisere en kvantecomputer er ved brug af såkaldt "linear optics quantum computing", som blev foreslået i 2001, og et centralt element heri er enkelte fotoner, som kan udgøre de omtalte qubits.

Der har i denne kontekst været meget arbejde i udviklingen af enkelt-foton kilder, og på DTU Fotonik har min ph.d.-vejleder i flere år udviklet og optimeret en enkelt-foton kilde i samarbejde med europæiske partnere. Denne kilde er baseret på kvantepunkter indlejret i en nanometer størrelse halvlederstruktur, en såkaldt nanowire. Den præcise form og størrelse af nanowiren samt placeringen af kvantepunkterne er løbende blevet justeret, således at effektiviteten af enkelt-foton kilden er blevet øget - kulminerende i 2010 med en effektivitet på 72%, og i 2013 med et nyt design og en effektivitet på 75%.

Der findes også andre mulige realiseringer af enkelt-foton kilder, bl.a. ved brug af nitrogendefekter i diamanter, og i denne kontekst er der for nyligt blevet bevilliget penge til et EU-projekt, SIQUTE, som har til formål at udvikle og videreudvikle enkelt-foton kilder blandt en række europæiske partnere. Jeg deltog i dag i Tyskland som repræsentant for DTU (Fotonik) ved kick-off mødet for projektet, og det var interessant at høre de forskellige bud på, hvordan enkelt-foton kilder kan realiseres.

Der er endnu ingen konklusion om, hvilket system som fungerer bedst, og det er bl.a. et af projektets mål at skabe viden herom. Sikkert er det dog, at en effektiv enkelt-foton kilde er central i udviklingen af kvanteteknologier, så det bliver interessant at følge den videre udvikling af kilderne og kapløbet mellem de potentielle realiseringer af den ultimative enkelt-foton kilde.

Emner : Fysik
Jakob Rosenkrantz de Lasson er civilingeniør og ph.d. i nanofotonik fra DTU. Jakob arbejder som Product Lead og forskningsingeniør hos virksomheden TICRA i København og blogger om forskning, fotonik og rumteknologi. Jakobs blog har tidligere heddet DTU Indefra (2012-2016) og DTU Studenten (2012)
sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Du må gerne svare både i tid og længde.
Tanken bag er, at man kan lave meget korte pulser fra en laser, så hvis lyspulsen blot dæmpes tilstrækkeligt, vil hver puls kun lave en enkelt foton. Det er da enkelt?

  • 3
  • 1

..og hvis jeg nu bruger en enkelt foton som flash til at lave et fotografi af en genstand, får jeg så et billede der identificerer genstanden eller får jeg bare en enkelt lysplet ? :o)

  • 2
  • 0

Hvor lang er en foton?

Du må gerne svare både i tid og længde.
Tanken bag er, at man kan lave meget korte pulser fra en laser, så hvis lyspulsen blot dæmpes tilstrækkeligt, vil hver puls kun lave en enkelt foton. Det er da enkelt?


Dæmpningen er en stokastisk process, så der er risiko for, at du i nogle tilfælde får en dobbelt foton, og i andre ingen foton får. Dæmpes lyset tilstrækkeligt, så sandsynligheden for en foton er meget lav, så er risikoen for dobbeltfotoner lavest. Men, så kommer fotonerne ikke, når de ønskes.

Min tanke er derfor, at udbygge dit system med en puls laser, så din måske-foton rammer et krystal, og bliver til to fotoner. Du ved nu, at du har to fotoner. Med en detektor, for den ene foton, ved du, at der kom en foton. Bygges dette småt, så kan du måske styre din puls laser, så den indenfor relativ kort tid, udsender netop en foton: Du aktiverer laseren flere gange, indtil der detekteres en foton. Eller, måske bruger en kontinuert laser, og slukker den, så snart en foton detekteres.

Bagefter, kan vi så diskutere, hvor lang fotonen er. Bruges en kontinuert laser - vil fotonerne så være ens i længde? Eller, betyder det noget, hvor lang tid vi har brugt på at lave fotonen? Har en foton, som bruges lang tid på at danne, en potentiel større mulighed for at interferere med sig selv?

  • 1
  • 0

Et par små skarpe:

1) Hvad er frekvensen af én foton? Udsendelse af én foton i løbet af en endelig tid kan jo ikke give anledning til andet end et step i tidsdomænet, og et sådant step har et næsten uendelig bredt frekvensspekter. Det er jo netop årsagen til, at Bohrs emissionsmodel umulig kan passe, for man kan ikke spontant generere et smalspektret signal.

2) Hvis én foton har et uendelig bredt frekvensspekter, hvordan forklarer I så den nedre grænsefrekvens i den fotoelektriske effekt (den forklaring, som Einstein fik nobelprisen for)? En partikel med et uendelig bredt frekvensspekter har jo ikke en nedre frekvens, og Einstein's model burde også virke ved én foton.

3) Energien i én foton er h x f; men hvis det i det hele taget skal give mening at hæfte etiketten "frekvens" på en foton, må den foretage sig ét eller andet repetitivt det (frekvensen) antal gange pr. sekundt. Problemet er bare, at alle de former for repetitive bevægelser af ladning og/eller masse, vi kender, giver anledning til en energi, der afhænger af frekvensen i 2. potens - ikke i 1. potens, så hvordan kan én partikel, der opfører sig iht. fysikkens love, have en energi på h x f?

4) Selv om en fotons hvilemasse er 0, og impuls er defineret som masse gange hastighed, giver I den alligevel en relativistisk impuls på h x f / c, hvilket betyder, at den må have en relativistisk masse på h x f / c2. Man kan diskutere det matematisk korrekte i at gange 0 (hvilemassen) med uendelig (relativistisk masseforøgelse) og så lige netop komme frem til dette tal og ikke et hvilket som helst andet - det skulle vel ikke skyldes, at man regner baglæns fra E = mc2; men hvis vi accepterer, at en foton har denne relativistiske masse og altså ikke er masseløs, hvordan kan den så skifte retning momentant i dobbeltspalteeksperimentet, når den passerer spalten, uden tilførsel af energi? Enten har den masse, men kan så ikke skifte retning uden tilførsel af energi, som den jo faktisk gør, eller også er den masseløs, men kan så ikke overføre energi og impuls, som den jo faktisk kan.

5) Vi ved med sikkerhed at én elektron og formodentlig også én foton altid kun går gennem én spalte i dobbeltspalteeksperimentet. Den må derfor være på partikelform, når den passerer spalten; men da den ifølge partikel-bølge dualiteten så ikke samtidig kan være på bølgeform, hvor stammer interferensmønstret så fra - specielt ved opbygning af mønstret med enkeltfotoner?

6) Hvordan kan feltstyrken aftage med 2. potens af afstanden, når én foton ikke kan deles? Med andre ord, hvornår ophører feltstyrken af et signal, der kun består af én foton, og hvad bliver der af energien eller alternativt - hvis feltstyrken af et signal, der kun består af én foton ikke aftager med afstanden, hvorfor er det så tilfældet med et signal, der består af flere fotoner?

7) Og så den klassiske - hvis vi giver fotonen masse, kan den ikke bevæge sig med lysets hastighed, men uden masse, kan den ikke overføre energi, så hvordan kan den begge dele på samme tid?

Kort sagt - har I overvejet, om fotonen i det hele taget eksisterer, eller om den model i virkeligheden er vor tids største fejltagelse (som jeg tror)? Det hele kan jo forklares enkelt og intuitivt og uden alle disse paradokser, hvis vi genindfører æteren og ændrer enhed på Plancks konstant (h) fra Js til J, så den umulige fotonfrekvens erstattes af "antal udladninger pr. sekund" (à 6,626 x 10^-34 J), hvilket absolut ikke er det samme - specielt ikke ved bredspektret termisk støj som f.eks. sollyset.

  • 4
  • 3

Hej Carsten!
Jeg syntes du har mange gode spørgsmål, og de fortjener et godt svar. Men, desværre er jeg ikke fysikker, eller matematikker - men kun en ringe ingeniør, så jeg kan ikke besvare dine spørgsmål.

Faktisk tror jeg også, at mange fysikere kan have svært ved det, når det kommer til stykket.

Min opfattelse af fotoner er, at de er svært beskrivelige, og at selv fotoner med samme energi, kan have forskellig udseende. En foton, er ikke afgrænset til at være et punkt som en partikel. Og den kan ikke beskrives som x,y,z i rummet. Selvom der klistres energi etikette på, så er det ikke nok.

Netop heri, tror jeg at besvarelsen af dine spørgsmål ligger. En foton, er ikke bare en foton. Hver foton, er sin egen foton. De er individuelle, med eget udseende. Nogle fylder lidt i rummet - andre har levet længere, udbredt sig, og har større udstrækning i rummet. De kan måske også have et udseende, så de ikke er kuglerunde i rummet. Nogle har måske et snævert frekvensspektrum, hvis de kunne fortælle det. Og andre, et bredt. Men, det er godt skjult, i kvantemekanikkens underliggende verden.

Det er så min beskedne opfattelse. Hvordan kvantemekanikken, og fysikere der er gode til kvantemekanik vil forklare det, ved jeg ikke. Nogle starter nok ud med ligninger, og siger du kan starte med at lære matematik... Som jeg ser det, er det lidt falliterklæringen, der siger man faktisk ikke helt selv forstår det. Og desværre, kan de fleste forklaringer af kvantemekanik, nok ikke besvare dine spørgsmål korrekt.

Indenfor kvantemekanikken, er man også nået længere, end på Einsteins og Bohrs tid - så måske, kan nogen forklare dine spørgsmål i dag?

  • 1
  • 1

Tror du mener antal udladninger pr. sekund i middel?

Nej, for hvis du kun udsender én eneste foton og aldrig mere end den, hvilken tid skal der så midles over?

Hvis du indenfor traditionel fysik har én orange foton med frekvensen 600 THz, vil den have en energi på 6,626 x 10^-34 x 600 x 10^12 J = 4 x 10^-19 J. Nøjagtig samme resultat kommer du frem til ved at fyre 600 x 10^12 små kanonslag af pr. sekund, som hver frigiver energien 6,626 x 10^-34 J. Der er imidlertid stor forskel på de to mekanismer. I det første tilfælde er frekvensen konstant og indeholdt i fotonen, og det giver så bl.a. båndbreddedilemmaet. I det andet tilfælde kan de enkelte udladninger være fuldstændig tilfældige og kunne i princippet ligge i samme ende af et 1 sekund interval. Den termiske energi er B x T. Hvis hver udladning kræver en energi på 6,626 x 10^-34 J, rækker det altså statistisk set til B x T / 6,626 x 10^-34 udladninger pr. sekund, som vil være tilfældigt fordelt. Det fremkomne spekter bliver dermed bredt, men vil knække af ved denne frekvens, hvilket præcis er det, man ser ved termisk støj.

  • 1
  • 1

Hvis du indenfor traditionel fysik har én orange foton med frekvensen 600 THz, vil den have en energi på 6,626 x 10^-34 x 600 x 10^12 J = 4 x 10^-19 J. Nøjagtig samme resultat kommer du frem til ved at fyre 600 x 10^12 små kanonslag af pr. sekund, som hver frigiver energien 6,626 x 10^-34 J. Der er imidlertid stor forskel på de to mekanismer. I det første tilfælde er frekvensen konstant og indeholdt i fotonen, og det giver så bl.a. båndbreddedilemmaet. I det andet tilfælde kan de enkelte udladninger være fuldstændig tilfældige og kunne i princippet ligge i samme ende af et 1 sekund interval. Den termiske energi er B x T. Hvis hver udladning kræver en energi på 6,626 x 10^-34 J, rækker det altså statistisk set til B x T / 6,626 x 10^34 udladninger pr. sekund, som vil være tilfældigt fordelt. Det fremkomne spekter bliver dermed bredt, men vil knække af ved denne frekvens, hvilket præcis er det, man ser ved termisk støj.


Med antal udladninger per sekund, forstår jeg, at "kanonslagene" skal affyres præcist, på de korrekte tidspunkter, med konstant afstand imellem. Med antal udladninger per sekund i middel, forstår jeg, at kanonslagene kan være forskubbet i forhold til hinanden, så de f.eks. nogle gange forekommer parvis, og andre gange, har en afstand er dobbelt så stor mellem hver kanon slag. Tæller du dem over et sekund, så er det middelantallet du får. Det som jeg mener med middel, er om du ikke kan have en afvigelse tidsmæssigt på hver enkelt "kanonslag"? Eller, kommer de helt præcist - helt uden fejl?

  • 0
  • 0

Det som jeg mener med middel, er om du ikke kan have en afvigelse tidsmæssigt på hver enkelt "kanonslag"? Eller, kommer de helt præcist - helt uden fejl?

Du kan have lige så store afvigelser, som du vil. Min pointe er, at lysenergien på h x f ikke fremkommer ved at udsende én foton med denne energi, men som en sum af mange små udladninger. Det giver forklaringen på 1. ordens afhængigheden af frekvensen/"antal udladninger pr. sekund". Dermed bliver det også lidt svært at snakke om frekvens, fordi man derved kommer til at skulle indføre betegnelsen "pr. sekund", som i princippet er irrelevant for en ren sum. Du kan f.eks. skyde ét kanonslag af i dag og vente med resten til i morgen. Hvad er frekvensen af et sådant signal?

  • 1
  • 1

Men, hvornår kommer fotonen ud?

Den kommer ikke ud, for i min verden eksisterer den ikke - ialtfald ikke i den traditionelle facon. Det, der kommer ud, er energien, som må brede sig gennem en æter efter samme princip som Newtons vugge. Det er nemlig den eneste måde, man kan få energi overført med lysets hastighed på uden at komme ind i dilemmaet med, at energioverførsel kræver masse, og masse ikke kan bevæge sig med lysets hastighed.

Du har helt ret i, at en cavitet kan skabe resonans. Derfor er solspektret også lige nøjagtig modsat af, hvad det burde være ifølge Bohrs model. Solspektret er termisk støj, hvor visse frekvenser absorberes ved at atomerne (brint, helium etc. ) går i resonans. Derved fremkommer nogle sorte linier; men ifølge Bohrs model, skulle solspektret i stedet kun bestå af disse linier (emission) - altså være lige modsat. Ak ja, tænk at fejre 100 års jubilæet for en så forkert model; men lad os nu komme tilbage til de 7 skarpe spørgsmål. Jeg ved af erfaring, at hvis jeg først begynder at diskutere mine egne modeller, vil hele den traditionelle fysik fare over mig og bore i de huller, der altid vil være i halvfærdige hypoteser, og dermed prøve at fjerne fokus fra de ubehagelige spørgsmål, som ingen endnu har været i stand til at svare på, og det ønsker jeg ikke :-)

  • 1
  • 1

Hvis du indenfor traditionel fysik har én orange foton med frekvensen 600 THz, vil den have en energi på 6,626 x 10^-34 x 600 x 10^12 J = 4 x 10^-19 J. Nøjagtig samme resultat kommer du frem til ved at fyre 600 x 10^12 små kanonslag af pr. sekund, som hver frigiver energien 6,626 x 10^-34 J.


Men, det interessante er vel, at du ikke behøver at udsende en foton per sekund, og dermed at affyre de 600 x 10^12 kanonslag i sekundet. Beslutter du, at sende fotonen ud på 1/50 sekund, så skal du affyre samme antal kanonslag, hvis de har energien 10^-34 J, men på kun 1/50 sekund. Og din orange foton, er stadig orange! I princippet, kan du gøre tiden, som du udsender en orange foton på meget kort.

Min teori er, at fotonerne ikke er helt rene i farven.

  • 0
  • 0

Forestil dig, at fotonen er en partikel der triller rundt, og har størrelse som fotonens bølgelængde. Er der så ikke logik i, at 10 gange større energi, får bolden til at trille 10 gange så hurtigt, og blive 10 gange fysisk mindre i udstrækning?

  • 0
  • 0

Og din orange foton, er stadig orange!

Nej, min oragne "foton" er absolut ikke altid orange. Hvis du indenfor 1 sekund udsender 600 x 10^12 udladninger fuldstændig ækvidistant, vil øjets receptorer se det som orange. Fyrer du imidlertid alle udladninger af på en gang og så venter 1 sekund med at gentage øvelsen, får du i stedet et 1 Hz signal med en 600 x 10^12 gange så kraftigt spidsamplitude - altså usynligt (1 Hz), men med samme energi.

  • 1
  • 1

Et eksempel på fotonens eksistens er lystrykket. Tager du en lys eller radiobølge, og retter mod et emne, så vil emnet ikke påvirkes med et konstant tryk fra bølgen, men kun med tryk, når emnet rammes af fotonen. Da emnet, eller detektoren, kun påvirkes, når det rammes af en foton, så er tydeligt, at fotonen eksisterer.

  • 1
  • 0

Men, sikkert er det, at impulsen er "kvantiseret", og at radiobølger, således har en indbygget kvantiseret impuls i sig. Og dermed, at fotonen eksisterer.

Det kan du ikke konkludere. Formodentlig er generering af radiobølger kvantiseret og muligvis også detektering (?); men selve transmissionen er ialtfald ren, ukvantiseret Maxwell, og så er vi inde i spørgsmål 6 og hele problemet omkring tab, som fysikerne hader at snakke om, da det heller ikke passer med fotonmodellen.

Hvis du mener, at fotonen eksisterer, synes jeg egentlig, at du skal give et fornuftigt svar på de 7 spørgsmål ;-)

  • 0
  • 0

Det kan du ikke konkludere. Formodentlig er generering af radiobølger kvantiseret og muligvis også detektering (?); men selve transmissionen er ialtfald ren, ukvantiseret Maxwell, og så er vi inde i spørgsmål 6 og hele problemet omkring tab, som fysikerne hader at snakke om, da det heller ikke passer med fotonmodellen.


At genereringen af fotoner er kvantiseret, er ikke så interessant som at detektionen er. Og ikke mindst, at såvel energien der detekteres, som impulsen også er.

Det betyder dog ikke, at jeg udelukker enhver "alternativ" tanke til kvantemekanikken. Men meget tyder på, at der er noget om fotonens eksistens.

Antages - hypotetisk - at der eksisterer en æter, som de elektromagnetiske bølger bevæger sig i, så vil bølgerne i denne æter, tilsyneladende bevæge sig, i et alternativt rum, uden at påvirke almindeligt stof - undtagen en sjælden gang i mellem, hvor de to sfærer kommer i berøring med hinanden. Det er så morsomt, at i dette tilfælde, afgives netop fotonens energi ved dette sammenstød, og fotonens impuls. Der sker således kvantiseret vekselvirkning med stof.

  • 0
  • 0

Hvis lys er bølger i en æter vil en heliotrop vel ikke bevæge sig?

En heliotrop eller et såkaldt Crookes radiometer virker ikke direkte ved impulsen, men ved et ikke perfekt vacuum omkring pladerne indeni ( https://en.wikipedia.org/wiki/Crookes_radi... ).

Jeg sammenligner lystransmission gennem æteren med Newtons vugge - bare med lysets hastighed og ikke lydens. I Newtons vugge er der ialtfald ingen tvivl om, at vi godt kan få en impuls overført gennem en æter og skubbe til ét eller andet.

  • 0
  • 0

Hvad skulle et dårlig vakuum ændre ved at lyset kun trykker på en side hvis det er en bølge?

Men at lys kan være en impuls kan jeg godt følge, det er bare en impuls vi ikke forstår så.

  • 0
  • 0

Som sagt vil jeg ikke diskutere æterteori her, da det fjerner fokus fra mine 7 spørgsmål. Min æterteori har været rigelig diskuteret i andre tråde her på ing.dk.


Som jeg tidligere har nævnt, er jeg ikke fysikker, og kan ikke besvare dine udmærkede spørgsmål. Men, jeg mener, at der helt klart er grund til at antage en "slags" foton eksistens, da stof påvirkes af impulsen og energien fra en foton.

Dog benægter jeg ikke, at vi måske kan "opfinde" teorier, hvor der ikke eksisterer en foton partikel. Om de så, stemmer overens med kvantemekanikken, kan jeg ikke sige. Som et "eksempel" på en "alternativ" teori, kan vi forestille os, at der er en kvantisering ved udsendelse af fotonen, og at der herved fjernes en energi og impuls, der svarer til en fotons. Denne energi, og impuls, overgår til det tomme rum. Men, samtidigt, så udsendes bølger, der medfører en sandsynlighed for, at energien og impulsen opstår tilfældigt. En sådan teori, vil ikke medføre energi og impuls bevarelse, andet over lang tid: Det vil være muligt at "låne" impuls og energi i rummet, da bølgen kun stokastisk angiver en sandsynlighed for, at impulsen og energien opstår. Så en bølge, der skyldes en afgivet foton, kan godt medføre at to fotoner detekteres. I andre tilfælde, vil den ikke medføre en foton detekteres. I tilfældet, at der detekteres to fotoner, kan vi sige at den ene er "lånt" fra det tomme rum. Over mange fotoner, vil også nogle afgives til det tomme rum, således at antallet går op, og såvel energi som impuls i middel er bevaret.

En sådan teori, vil dog sikkert medføre mange nye problemer. Hvordan, skal vi forklare, at vi kan skabe et foton par i et ulinært krystal, hvor fotonen bliver til den halve frekvens, og energi samt impuls er bevaret? Og at disse fotoner detekteres stort set samtidigt?

At fotonen således "kun" eksistere som en sandsynlighedsbølge, og kun i middel går op med hensyn til energien og impulsen, virker derfor også forkert.

  • 0
  • 0

Det er et lidt hypotetisk spørgsmål at stille en mand, der ikke tror på, at fotonen i det hele taget


Hvis du ikke tror på fotonen - tror du så heller ikke på, at Jakob Rosenkrantz's vejleder, kan lave enkelt fotoner, med 75% sikkerhed? Tror du ikke på, at det er muligt, at lave enkelt fotoner "on demand"? I så fald - hvad laver de så på DTU fotonik?

Hvis de trykker på en knap, og det med 75% sikkerhed siger "klik" - på samme tidspunkt - hvad sker så i eksperimentet, hvis der ikke er en foton?

  • 1
  • 0

Æter. Lige så mange problemer den løser, lige så mange problemer rejser den.
Idet der i over 13 mia. år har eksisteret stråling, skulle æteren have haft eksistens. Nu siger en grundsætning, at alt hvad der har fysisk eksistens i tid t > 0 enten er i hvile eller i bevægelse. Derfor, Carsten og andre, er æteren i bevægelse eller i hvile? Det er svaret på det spørgsmål der sendte æteren i graven, lige som det så mest lyst ud - hele fysikken synes at falde på plads (1900), bortset fra enkelte detaljer.
Maxwells fuskeri med æteren ser i bagklogskabens klare lys, rørende og enfoldig ud.

  • 1
  • 0

Derfor, Carsten og andre, er æteren i bevægelse eller i hvile? Det er svaret på det spørgsmål der sendte æteren i graven, lige som det så mest lyst ud - hele fysikken synes at falde på plads (1900), bortset fra enkelte detaljer.

Nej, det var vor tids største fejlslutning, der sendte æteren i graven og førte til endnu en gang paradokser og sludder i form af f.eks. relativitetsteorien, "gummilagner" og krummende rumtid, fordi man nu ikke længere havde nogen forklaring på lysets konstante hastighed.

Hvis du betragter f.eks. en ganske almindelig ledning, energien i en spole (½LI2), energioverførsel mellem transformatorviklinger, tidsforsinkelsen på en transmissionslinie (3,33Sqrt(Er) ns/m) eller skineffekten, er det indlysende, at energien ikke ligger i elektronerne, men i feltet udenfor, og hvor energien er, er massen det også (m = E/c2). Jeg plejer at sammenligne en ledning med en rutchebane af den vilde slags med loops etc. Ledningen er skinnen, elektronerne er hjulene, der holder vognen fast, og hele energien ligger i vognen, som i min verden er usynlig (glasvogn) og (en del af) æteren. I princippet er hjulene ikke nødvendige, hvis vi kan finde en anden måde at styre feltet/vognen på, og det er lige præcis, hvad der sker i en lysleder, hvor feltet i stedet styres af et gradueret brydningsindex.

Standardmodellen siger, at alle elementarpartikler er masseløse, hvortil fysikerne svarer, at det jo helt indlysende er forkert. Nej, der er ej! Hvorfor tør I ikke tro på jeres egen model, der oven i køber har været så succesfuld? Hvis elektroner havde masse, kunne de jo f.eks. ikke skifte retning momentant i dobbeltspalteeksperimentet. Hvis jorden udelukkende bestod af elementarpartikler, ville den være masseløs. Hele massen ville ligge i den æter, som er forbundet dermed. Hvad Michelson og Morley gjorde var at antage, at hvis en æter eksisterede, ville jorden bevæge sig gennem et æterhav. De stillede sig så op på (akslen til) rutchebanehjulene og prøvede at måle hastigheden af vognen og kom selvfølgelig frem til resultatet 0. De konkluderede så, at æteren ikke fandtes og begik derved historiens største brøler, og Einstein rutchede desværre videre med vognen :-) Resultater er, at vi idag er endt i en fuldstændig forkvaklet fysik, hvor man ikke kan forklare noget så simpelt som dobbeltspalteeksperimentet og ingen kan give et fornuftigt svar på mine 7 spørgsmål, men må rode sig ud i stadig større vrøvlehistorier som f.eks. bølgefunktionskollapset, som vist ikke engang er matematisk beskrevet.

Moderne fysik leder efter mørk masse og mørk energi. I hvad? Hvis I antager, at verdensrummet er fuldstændig tomt uden partikler af nogen som helst art, er det jo tåbeligt at lede efter mørk energi eller mørk masse her. I realiteren leder man altså efter den æter, som man ikke vil acceptere eksisterer. Vågn nu op!

  • 1
  • 1

Hele massen ville ligge i den æter, som er forbundet dermed.

Hvis der eksisterer masse. Måske eksisterer ikke masse, men kun energi. Alt masse, skyldes på en måde energi: Bindingsenergi, feltenergi der er i felter omkring partiklerne osv. Hvorfor skulle der eksistere masse? Partiklerne behøver ingen masse - de kan have et energifelt omkring sig.

På den anden side, så kan vi måske så også diskutere partiklernes eksistens. For forsvinder bindingsenergier, og energifeltet, så forsvinder vel også partiklerne?

Og så er vi tilbage ved foton spørgsmålet. Måske eksistere den ikke. Og måske, så eksisterer protoner, elektroner, og atomer heller ikke!

Jeg er her ikke...

  • 0
  • 0

Hvis der eksisterer masse. Måske eksisterer ikke masse, men kun energi. Alt masse, skyldes på en måde energi: Bindingsenergi, feltenergi der er i felter omkring partiklerne osv. Hvorfor skulle der eksistere masse? Partiklerne behøver ingen masse - de kan have et energifelt omkring sig.

Rigtig. Energi og masse er nøjagtig det samme, så vi kunne smide den ene betegnelse væk. Det er bare så hamrende upraktisk at skulle købe 9 x 10^16 J sukker :-)

Det, vi normalt opfatter som masse, er bare potentiel energi, og det, vi opfatter som energi, er kinetisk energi. E = mc2 er bare et udtryk for omdannelse mellem kinetisk energi og potentiel energi, dvs. E = 2 x ½mv2, hvor 2-faktoren skyldes loven om impulsbevarelse (energien sendes til begge sider, så impulsen bevares).

  • 1
  • 0

Jeg er helt på det rene med at det kan være svært at overbevise folk med meget faste meninger. Jeg synes dog ikke Ingeniørens læsere kan være tjent med at sidde tilbage med følelsen af, at moderne fysik står på et vaklende grundlag. Derfor:

Carsten Kanstrup, i det nedenstående har jeg svaret på dine syv spørgsmål. Jeg synes det er fantastisk når folk der ikke er fysikere tænker mere end et par minutter over tingene. Det har du helt tydeligt gjort. Jeg må desværre skuffe dig med, at dine syv spørgsmål ikke kræver viden der ligger ud over de første to års fysikuddannelse. Hvis du bor i nærheden af et universitet, vil jeg anbefale dig at sidde med i det første kursus i kvantemekanik.

Et overordnet svar på alle spørgsmålene kunne være:
Fysik beskæftiger sig ikke med tingenes 'indre natur'. Fysik beskæftiger sig med at opstille modeller der kan beskrive hvordan verden opfører sig. De modeller der inkluderer fotoner er de mest gennemtestede modeller man kan forestille sig, og hele det 20. årh. teknologiske udvikling bygger på dem. Det er altså gode, solide modeller. Enhver model der vil udfordre dem, må klare sig lige så godt eller bedre, i den svære opgave det er at levere forudsigelser.

Til svarene:

1: Frekvensen af én foton er proportional med energien. Proportionalitetskonstanten er Plancks konstant. E = hf. Dit argument er så, at en foton der er vældig præcist lokaliseret i tidsdomænet, nødvendigvis må have en stor spredning i frekvensdomænet. Det er fuldstændig korrekt. Sætter vi det på formel, siger du faktisk: delta_t*delta_f >= 1/4pi. Indsæt ovenstående, og du har det vi kalder Heisenbergs usikkerhedsrelation i kvantemekanikken.

Heisenbergs usikkerhedsrelation hænger sammen med det såkaldte 'kollaps' af bølgefunktionen. I virkeligheden handler det bare om, at fotonen ikke kan forstås som en billardkugle der bærer rundt på en fast determineret impuls -og positionsvektor, men kun på sandsynligheder for at foretage en bestemt måling. Der er masser af god litteratur om dette, men hvis man for alvor vil forstå det, kræver det matematik på et lidt højere niveau end jeg forsøger at forklare mig med her -- sig til hvis du vil anbefales noget.

Det er en intuitivt uforståelig feature ved kvantemekanik at fysiske variable skal forstås sådan. Man er jo vant til bare at kunne aflæse et tal på et måleapparat. Men kvantemekanikken giver rigtig gode forudsigelser, og vi har på den baggrund ingen grund til at tro, at den skulle være forkert.

Pointen du skal tage med fra dette er, at din præmis om at én foton bærer en definitiv delta_t = 0 med sig er forkert. De følgeslutninger du gør heraf er altså også forkerte.

2: Se ad. 1.

3: Se ad. 1.

4: Man regner ikke baglæns fra E = mc^2, faktisk tværtimod. Et massivt relativistisk objekt har totalenergien E = kvrod((mc^2)^2 + (pc)^2). Det kan du rækkeudvikle for at få E = mc^2. En rækkeudvikling er en matematisk procedure hvor man skriver et matematisk udtryk som en lang sum af andre matematiske udtryk. Man kan være heldig at dele af rækken forsvinder, under visse antagelser.

Det er korrekt at speciel relativitet ikke forudser at fotonen energi er E = hf, og at impulsen dermed er p = hf/c ved indsættelse i ovenstående. Hver gang du har en ligning hvor Plancks konstant indgår, så er det en kvantemekanisk (eller kvantefeltteoretisk) ligning.

Det sidste du siger er altså noget sludder. Fotonen har en hvilemasse på nul, men kan sagtens overføre impuls. Du behøver ikke dobbeltspalteksperimentet for at indse dette. Bare se på strålingstryk.

5: En foton er ikke enten på "partikelform" (hvor alt opfører sig som billardkugler) eller "bølgeform" (hvor alt opfører sig som plane bølger). Det er en analogi man bruger, så man i specialtilfælde bedre kan forstå og regne på tingene. En foton er et kvantemekanisk objekt, og du slipper altså ikke for at lære kvantemekanik hvis du vil forstå hvad det indebærer.

6: Dette kan forstås i billardkugleanalogien. Lad os sige at du udsender en masse billardkugler isotropt (dvs. lige mange i alle retninger). Du kan nu give dig til at måle fluxtætheden (dvs. hvor mange billardkugler passerer igennem mit måleapparat per tid) af billardkugler som funktion af afstanden til udsendelsesstedet. Dette tal kan vi også regne ud, da det simpelthen vil være overfladearealet af mit måleapparat divideret med overfladearealet af den kugle du kan tegne med centrum i udsendelsesstedet og radius lig afstanden fra udsendelsessted til måleapparat. Dette aftager med 1/r^2. Og derfor gør fluxen det også.

Stil nu det samme spørgsmål for én billardkugle. Kan du selv se at det ikke giver mening at stille spørgsmålet på samme måde?

7: Se ad. 4.

  • 9
  • 0

Tak til Christian, for en god og detaljeret forklaring.

Vedr. punkt 1:

Frekvensen af én foton er proportional med energien. Proportionalitetskonstanten er Plancks konstant. E = hf. Dit argument er så, at en foton der er vældig præcist lokaliseret i tidsdomænet, nødvendigvis må have en stor spredning i frekvensdomænet. Det er fuldstændig korrekt. Sætter vi det på formel, siger du faktisk: delta_t*delta_f >= 1/4pi. Indsæt ovenstående, og du har det vi kalder Heisenbergs usikkerhedsrelation i kvantemekanikken.

Betyder dit svar, at der er forskel på to fotoner med samme energi afhængigt af, hvor godt "lokaliseret" de er i tidsdomænet?

Med andre ord - vil der være forskel på to fotoner, med samme energi, der udsendes fra henholdsvis en puls laser, hvor vi kender en meget præcis lokalisering i tidsdomænet, og en foton med samme energi, der kommer fra en kontinuert laser, fordi vi ikke kender denne fotons lokalisering i tidsdomænet så præcist, fordi den kommer fra en kontinuert laser? Vil den ene teoretisk have en mere "ren" farve, end den anden, fordi frekvensen er bedre bestemt, jfr. usikkerhedsrelationen?

Er muligt, at bestemme fotonens præcise energi når den udsendes, således vi derved kan bestemme en præcis frekvens, og "snyde" heisenbergs usikkerhedsrelation, uanset den er udsendt med puls-laser, og har ekstrem veldefineret lokalisering i tidsdomænet?

  • 0
  • 0

Carsten, det var noget af en svada - uden at besvare hvad bevægelsesforholdene er for æteren. Siden kunne man se på detaljer du udmærket rejser.
Da man i sin tid lod æteren være en bevæget genstand opstod uløselige problemer - så lod man den være i hvile, men også her opstod uløselige problemer: Man endte med den fundamentale modstrid, at æteren er i bevægelse og er i hvile (afhængig af forsøgsopstilling).
Man kan ikke seriøst hævde æterens eksistens, uden at have afklaret dette bevægelsesspørgsmål.

  • 1
  • 1

Er muligt, at bestemme fotonens præcise energi når den udsendes, således vi derved kan bestemme en præcis frekvens, og "snyde" heisenbergs usikkerhedsrelation, uanset den er udsendt med puls-laser, og har ekstrem veldefineret lokalisering i tidsdomænet?


Ovenstående er nok lidt forkert formuleret. Mit spørgsmål er, om at en puls-laser, på samme måde som at frekvensen ikke er veldefineret når pulsen udsendes, heller ikke vil have veldefineret energi, når den udsendes - og at vi ikke kender energien. Hænger energien på en måde i rummet, som Carsten påstår, således at der er sammenhæng mellem kendskabet til fotonens udstrækning, og hvor præcist vi kender energien, som vi bruger til at udsende den med?

På en måde, virker det underligt, at vi ikke kan bestemme energien præcist, hvis pulsen er kort. Er det tilfældet? Kender vi først energien, som vi tilfører antennen/laseren, når den "høstes" fra fotonen? Specielt, over lang strækning, virker det underligt.

  • 0
  • 0

Du slipper altså lige lovlig let over svarene.

1: Frekvensen af én foton er proportional med energien. Proportionalitetskonstanten er Plancks konstant. E = hf. Dit argument er så, at en foton der er vældig præcist lokaliseret i tidsdomænet, nødvendigvis må have en stor spredning i frekvensdomænet. Det er fuldstændig korrekt. Sætter vi det på formel, siger du faktisk: delta_t*delta_f >= 1/4pi. Indsæt ovenstående, og du har det vi kalder Heisenbergs usikkerhedsrelation i kvantemekanikken.
Heisenbergs usikkerhedsrelation hænger sammen med det såkaldte 'kollaps' af bølgefunktionen. I virkeligheden handler det bare om, at fotonen ikke kan forstås som en billardkugle der bærer rundt på en fast determineret impuls -og positionsvektor, men kun på sandsynligheder for at foretage en bestemt måling. Der er masser af god litteratur om dette, men hvis man for alvor vil forstå det, kræver det matematik på et lidt højere niveau end jeg forsøger at forklare mig med her -- sig til hvis du vil anbefales noget.
Det er en intuitivt uforståelig feature ved kvantemekanik at fysiske variable skal forstås sådan. Man er jo vant til bare at kunne aflæse et tal på et måleapparat. Men kvantemekanikken giver rigtig gode forudsigelser, og vi har på den baggrund ingen grund til at tro, at den skulle være forkert.
Pointen du skal tage med fra dette er, at din præmis om at én foton bærer en definitiv delta_t = 0 med sig er forkert. De følgeslutninger du gør heraf er altså også forkerte.

I den fysiske verden er der en fuldstændig entydig sammenhæng mellen tidsdomænet og frekvensdomænet. Det benytttes f.eks. ved digital TV, hvor man ved den såkaldte OFDM modulation regner om fra tidsdomænet til frekvensdomænet vha. en FFT og derved uddrager f.eks. 6000 bærebølger, som hver f.eks. er moduleret med 64 QAM modulation. Hvis der var bare den mindste usikkerhed, ville dette ikke fungere. Heisenbergs usikkerhedsrelation fremkommer kun, fordi man ikke ikke kan måle på noget uden at udtage energi til måleudstyret (energibevarelsessætningen). Dermed vil man altid måle forkert, og problemet bliver næsten uoverstigeligt, når man kommer ned, hvor man kun har én partikel at gøre godt med. Det betyder imidlertid ikke, at naturen opfører sig usikkert. Hvis vi kunne computersimulere det hele, så vi ikke behøvede at udtage energi, ville alt opføre sig fuldstændigt forudsigeligt ud fra de kræfter, der påvirker de enkelte partikler. Jeg køber simpelthen ikke denne usikkerhed.

2: Se ad. 1.

Her slipper du også hurtigt om ved det, for min pointe er nemlig, at hvis vi indfører usikkerhed i form af et bredt frekvensspekter, kan vi ikke længere forklare den nedre grænsefrekvens i den fotoelektriske effekt.

3: Se ad. 1.

Ærlig talt, hvordan forsvarer du at en partikel kan have en energi, der afhænger af frekvensen i 1. potens ud fra en usikkerhedsrelation?

4: Man regner ikke baglæns fra E = mc^2, faktisk tværtimod. Et massivt relativistisk objekt har totalenergien E = kvrod((mc^2)^2 + (pc)^2). Det kan du rækkeudvikle for at få E = mc^2. En rækkeudvikling er en matematisk procedure hvor man skriver et matematisk udtryk som en lang sum af andre matematiske udtryk. Man kan være heldig at dele af rækken forsvinder, under visse antagelser.
Det er korrekt at speciel relativitet ikke forudser at fotonen energi er E = hf, og at impulsen dermed er p = hf/c ved indsættelse i ovenstående. Hver gang du har en ligning hvor Plancks konstant indgår, så er det en kvantemekanisk (eller kvantefeltteoretisk) ligning.
Det sidste du siger er altså noget sludder. Fotonen har en hvilemasse på nul, men kan sagtens overføre impuls. Du behøver ikke dobbeltspalteksperimentet for at indse dette. Bare se på strålingstryk.

Du forstår vist ikke min pointe. Hvis en foton er i stand til at give et strålingstryk, vil det også kræve energi at ændre dens retning (i dobbeltspalteeksperimentet); men det gør det jo netop ikke! Det største strålingstryk vil komme, hvis fotonen reflekteres; men et lignende tryk skal du så udsætte den for, for at få den til at skifte retning. Hvor kommer det tryk fra?

5: En foton er ikke enten på "partikelform" (hvor alt opfører sig som billardkugler) eller "bølgeform" (hvor alt opfører sig som plane bølger). Det er en analogi man bruger, så man i specialtilfælde bedre kan forstå og regne på tingene. En foton er et kvantemekanisk objekt, og du slipper altså ikke for at lære kvantemekanik hvis du vil forstå hvad det indebærer.

Vis mig bare én eneste fysiker, der forstår partikel-bølge dualiteten.

6: Dette kan forstås i billardkugleanalogien. Lad os sige at du udsender en masse billardkugler isotropt (dvs. lige mange i alle retninger). Du kan nu give dig til at måle fluxtætheden (dvs. hvor mange billardkugler passerer igennem mit måleapparat per tid) af billardkugler som funktion af afstanden til udsendelsesstedet. Dette tal kan vi også regne ud, da det simpelthen vil være overfladearealet af mit måleapparat divideret med overfladearealet af den kugle du kan tegne med centrum i udsendelsesstedet og radius lig afstanden fra udsendelsessted til måleapparat. Dette aftager med 1/r^2. Og derfor gør fluxen det også.
Stil nu det samme spørgsmål for én billardkugle. Kan du selv se at det ikke giver mening at stille spørgsmålet på samme måde?

Så dæmp signalet en lille smule ved tab. Hele transmissionen er ren Maxwell, som ikke er kvantiseret. Hvordan kan vi f.eks. tabe 1 dB af en foton, som ikke kan deles.

7: Se ad. 4.

Hvis det overhovedet skal være muligt at sende en partikel af sted, som kan udøve et strålingstryk, kan vi vel være enige om, at den må have impuls = masse gange hastighed. Problemet er bare, at det så vil kræve uendelig meget kraft at accelerere den op til lysets hastighed.

Beklager, jeg køber ikke alle disse "forkølede" usikkerhedsrelationer, mystiske bølgefunktionskollaps etc. Det er alt sammen noget, fysikerne har måttet indføre for at forklare, det man ikke forstår. Når det skal være nødvendigt med en fortolkning som f.eks. Københavnerfortolkningen, er man på vildspor. Det minder om tidligere tiders religiøse konferencer, hvor man blev enige om, hvordan biblen skulle fortolkes :-)

Forstår man den fysiske verden 100%, vil man kunne computersimulere præcist, hvad der sker. I naturen er der ikke andet end kræfter og inerti - ikke engang tid. Alt opfører sig 100% forudsigeligt ud fra det.

  • 0
  • 3

Carsten:

Jeg køber simpelthen ikke denne usikkerhed.

Så køber du ikke kvantemekanik, hvilket er det fysiske grundlag for at tale om disse ting. Du kunne dermed lige så godt argumentere med Det Flyvende Spaghettimonster (http://en.wikipedia.org/wiki/Flying_Spaghe...).
Grunden til jeg kommer let over dine spørgsmål er simpelthen at de er lette hvis man kender lidt til kvantemekanik. Beklager.

Jens: Man kan ikke "snyde" usikkerhedsrelationen, desværre. Jeg forstår ikke helt hvad du mener med resten.

  • 2
  • 1

I den fysiske verden er der en fuldstændig entydig sammenhæng mellen tidsdomænet og frekvensdomænet. Det benytttes f.eks. ved digital TV, hvor man ved den såkaldte OFDM modulation regner om fra tidsdomænet til frekvensdomænet vha. en FFT og derved uddrager f.eks. 6000 bærebølger, som hver f.eks. er moduleret med 64 QAM modulation. Hvis der var bare den mindste usikkerhed, ville dette ikke fungere.


Din enentydige sammenhæng, gælder vel kun ved en ikke afgrænset tids og frekvensskala?

Et signal afgrænset til et tidsinterval, vil ikke kunne omsættes til en frekvens, indenfor afgrænset frekvensinterval. Og et signal, indenfor afgrænset frekvensinterval, vil ikke kunne omsættes til et signal, indenfor afgrænset tidsinterval.

Hvis det er muligt for dig, at selv bestemme signalet, uden for det kendte tidsinterval, så kan du afgrænse frekvensspektret, til et afgrænset interval. Og modsat. Der er således ikke en enentydig sammenhæng, hvis både frekvens og tidsdomænet er afgrænset.

  • 0
  • 0

Så køber du ikke kvantemekanik, hvilket er det fysiske grundlag for at tale om disse ting.

Jeg kan ikke se nogen som helst grund til, at det ikke skulle være nøjagtig de samme fysiske love, der gælder på mikro og makroniveau. Den eneste forskel er bare, at det pga. energibevarelsessætningen bliver næste umuligt at måle på mikroniveau, da vi jo ikke kan få noget måleudstyr til at give udslag uden at stjæle energi fra det, vi måler på. Derfor køber jeg f.eks. heller ikke kraftudveksling ved udsendelse af virtuelle partikler i strid med energibevarelsessætningen.

Faktisk kan vi få megen god viden om mikroniveau, som vi ikke kan måle på, ved i stedet at studere makroniveau, hvilket f.eks. kunne sætte spørgsmålstegn ved, om sorte huller i det hele taget eksisterer, eller der i stedet er tale om vakuum i en æter som i centrum af en tornado; men den diskussion skal vi absolut ikke komme ind på her. I denne tråd er det én foton ad gangen, det drejer sig om - ikke æterteori eller andet.

  • 2
  • 2

Jens: Man kan ikke "snyde" usikkerhedsrelationen, desværre. Jeg forstår ikke helt hvad du mener med resten.


Forsøger at forklare det lidt bedre: Hvis du har en foton der er skabt med en puls laser, så ved du noget om tidsdomænet for denne foton. Og det betyder, ifølge heisenbergs usikkerhedsrelation, at der er usikkerhed på frekvensen. Vi kan - med andre ord - ikke vide præcist, hvilken "farve" vi detekterer for fotonen. Dens farve er ikke ren. Laver vi fotoner "on demand", der kommer, når vi beder om det, så kender vi til tidsdomænet, og vi kan ikke lave fotoner, med en helt veldefineret bølgelængde.

Kommer fotonerne fra en mere usikker kilde, hvor vi ikke ved præcist hvornår de kommer, så giver det teoretisk mulighed for, at denne foton kilde, kan afgive fotoner med mere veldefineret bølgelængde. Men, vi har så usikkerhed på tidspunktet. Og får dem ikke helt "on demand".

Det underlige er foton energien. Fra foton kilden hvor der er usikkerhed på fotonens tidspunkt, og veldefineret bølgelængde, kender vi fotonens energi, så her er ikke mystik. Men, der hvor fotonen kommer "on demand", kan vi vel ikke kende den energi, vi har brugt til at sende fotonen ud med, før den modtages? Er det korrekt? Gælder det, uanset vi sender den herfra og til Mars, at vi først kender energien, når den rammer Mars, på grund af usikkerhed på den?

Hvis jeg retter puls laseren mod Mars - kan Dong så først sende den helt nøjagtige regning, når lysstrålen har afgivet energien til planeten?

  • 0
  • 0

Jeg kan ikke se nogen som helst grund til, at det ikke skulle være nøjagtig de samme fysiske love, der gælder på mikro og makroniveau

Heldigvis er kvantemekanik bedøvende ligeglad med om du tror på det eller ej. Det virker alligevel.
I år er det 100 år siden Bohr fremsatte sin atommodel, der senere inspirerede til formuleringerne af kvantemekanik. Jeg er sikker på at der er flere af læserne der ville synes godt om at deltage på nogle af arrangementerne: http://bohr2013.nbi.ku.dk/

  • 4
  • 1

Heldigvis er kvantemekanik bedøvende ligeglad med om du tror på det eller ej. Det virker alligevel.

Skal vi ikke hellere sige, at når man benytter kvantemekanikkens formler, får man resultater, der svarer til målingerne? Det garanterer imidlertid ikke, at kvantemekanikken er korrekt - kun at formlerne fører til det rigtige resultat.

Lad mig give dig et eksempel. Det er aldrig nogensinde lykkedes at spalte en elektron eller en positron. Vi må altså antage, at de begge er elementarpartikler. Det betyder så, at den mindste ladning i universet er +/- 1, for hvis den var mindre, ville elektronen eller positronen jo kunne spaltes i tilsvarende mindre stykker. Nu indfører man så kvarkerne med en ladning på -1/3 eller 2/3 altså 1/3 af, hvad det burde være muligt. Den er efter min mening ikke helt fin i kanten, og min formodning understøttes af, at de jo burde vrimle frem, når LHC smadrer protoner sammen; men det gør de jo ikke. Ingen har nogensinde set en løs kvark. Jeg benægter ikke, at man kan nå frem til resultater, der svarer præcis til målingerne ved at benytte denne matematiske model; men jeg føler mig bare ikke overbevist om, at naturen rent faktisk er skruet sådan sammen.

  • 2
  • 2

Heldigvis er kvantemekanik bedøvende ligeglad med om du tror på det eller ej. Det virker alligevel.
I år er det 100 år siden Bohr fremsatte sin atommodel, der senere inspirerede til formuleringerne af kvantemekanik. Jeg er sikker på at der er flere af læserne der ville synes godt om at deltage på nogle af arrangementerne: http://bohr2013.nbi.ku.dk/


Jeg tror ikke, at der er tvivl om, at kvantemekanikken har meget præcise svar. Skal vi "forstå" kvantemekanikken, tror jeg dog, at det er nødvendigt at den "mappes" ned på vores verden. Ud fra et forståelses synspunkt, er kvantemekanikken måske ikke en optimal teori. En teori, der forstås behøver ikke at være et oprør, eller opgør mod kvantemekanikken. Formålet, kan nemt være, at give stort set samme resultater, og at give overblik over, hvor teorierne eventuelt er forskellige. Jeg tror, at udgangspunktet kvantemekanik kan ikke forstås er forkert.

I øvrigt en god henvisning til arrangementerne. Overvejer en tur til elmuseet på et tidspunkt.

  • 0
  • 0

Man kan vel godt forestille sig at der er tilstande man empirisk ikke kan forestille sig, men må nøjes med en ligning.

I så fald skulle det være begrænset af den menneskelige intellekt. Naturen i sig selv er bedøvende ligeglad med ligninger. Her er det kun kræfter og inerti, der arbejder, og den dag vi har en 100% forståelse af dette, vil vi formodentlig også kunne computersimulere det hele - hvis altså computerne er kraftige nok.

  • 2
  • 1

I så fald skulle det være begrænset af den menneskelige intellekt. Naturen i sig selv er bedøvende ligeglad med ligninger. Her er det kun kræfter og inerti, der arbejder, og den dag vi har en 100% forståelse af dette, vil vi formodentlig også kunne computersimulere det hele - hvis altså computerne er kraftige nok.


Naturen er ligeglad med ligninger - men ligningerne, er udarbejdet til, at være en måde at beskrive naturen. Selvom vi har ligninger, kan vi ikke nødvendigvis computersimulere det hele. Matematikken, er på en måde "større" end det, som kan computersimuleres. Ligninger, kan have en matematisk løsning, som vi kan finde analytisk, men fodres computeren med ligningen, og får lov at søge uden analyseevner, så vil den aldrig finde svar. Det vil kræve nye computere, med analytiske løsningsevner, hvis de skal kunne løse samme problemer, som mennesker har gjort.

  • 1
  • 0

Carsten hævder en ætereksistens, og jeg spurgte så efter denne æters bevægelsesforhold - men han vil hellere snakke om rutchebanens bevægelsesforhold ...

  • 1
  • 3

Jo, mikrofysik og makrofysik har samme grundlæggende egenskaber (min/Carstens mening).
For 400 år siden forenedes jorden og himlens fysik, i dag skulle mikro og makro forenes ved én og samme grundlæggende fysik.

  • 0
  • 1

Jo, mikrofysik og makrofysik har samme grundlæggende egenskaber (min/Carstens mening).
For 400 år siden forenedes jorden og himlens fysik, i dag skulle mikro og makro forenes ved én og samme grundlæggende fysik.


Dog, er en teori der håndterer alt fra himmelrummet, sorte huller, og relativitetsteori, til kvantemekanik og superstrenge stadigt en drøm. Samtidigt, er oftest praktisk at "rækkeudvikle" og optimere formlerne, indenfor det område, som det er brug for anvendelse indenfor, for at få de simpleste og mest præcise ligninger.

  • 0
  • 0

Jo, Newton lod tyngden virke både på jorden og i det øvrige univers.
Men hvad er nu, endnu mere grundlæggende, den genstand der forener mikro og makro - en genstand du står ansigt til ansigt med hvad enten du er en superstreng eller en galakse, hvad enten du er en frø eller en elefant.

  • 0
  • 1

Jeg beundrer din iver, men 'folk' vil ikke indse faktuelle omstændigheder.

1) 'Lystryk' er aldrig påvist, kun termisk effekt ved delvist vacum.
2) Relavitetsteorien er modbevist ved ring laser gyro + fiber optic gyro, og kan kun forklares med en 'æter'
3) Partikel bølge dualiteten (elektroner) har en naturlig forklaring.
4) 'Fotoner' er aldrig påvist som 'partikler'
5) Kim Sahl mener en 'æter' implicerer problemer, men den forklarer alt hvad han efterspørger.
6) 'Kvantemekanikken' er en formelsamling, og ikke en naturlov.
7) 'Neutrinoer' er et energikvant, og ikke en 'partikel'.
8) Den fotoelektriske effekt er energioverførsel jfr. Newtons vugge, som du selv skriver.

Blot et par ord fra den 'gamle', som ikke forstår hvorfor man ikke kan indse at relativitetsteorien er modbevist både jfr. ovenstående, men også med GPS.

Men så længe formlerne 'passer', går det jo nok, men det er ikke funderet i naturen.

Måske kommer der et ramaskrig, men jeg har computermodeller der understøtter en 'æter' ;-)

  • 2
  • 3

2) Relavitetsteorien er modbevist ved ring laser gyro + fiber optic gyro, og kan kun forklares med en 'æter'


Det er lidt forkert, at det "kun" kan forklares ved en æter. Videnskabsfolk som Einstein var fuldt klar over problemet, og mente at tyngdekraften var ansvarlig. Rotation var i forhold til planeternes tyngdekraft. Men det er en mangel i relativitetsteorien, og ikke taget med. Rotation, er i forhold til stjernerne. Hvis hele verdensrummet, og hele universet var uden masse, mente Einstein vist, at referencen til rotation forsvandt. Og, at du kunne rotere uden at få hovedpine.

  • 0
  • 0

Lidt om enkeltfotoner:

Webarchive backup: En lyspartikel med identitetsproblemer (humoristisk tegning):
http://web.archive.org/web/20010605043443/...

-

Enkeltfotoner kan OAM moduleres:

Nov 1, 2012, physicsworld.com: Spooky action with twisted beams:
http://physicsworld.com/cws/article/news/2...
Citat: "...Using this technique, Zeilinger and co-workers found they could obtain differences in quantum number as high as 600 (in other words l = +300 on one photon and l = –300 on the other). Lapkiewicz points out that there is, in theory, no upper limit to a photon's l value, which suggests that a photon – a quantum object – could acquire as much OAM as a macroscopic object, leading to what he calls a "tension between the quantum and classical worlds"..."

http://da.wikipedia.org/wiki/EM-OAM

SAM er blot traditionel polarisation.

-

Angular momentum of light, Pitch-Fork Hologram:
https://en.wikipedia.org/wiki/Angular_mome...

Kig f.eks. på Pitch-Fork Hologrammet - her omdannes en traditionel lysstråle til 2 OAM lysstråler. Hvem havde lige forestillet sig det ;-)

  • 0
  • 0

Jeg beundrer din iver, men 'folk' vil ikke indse faktuelle omstændigheder.
1) 'Lystryk' er aldrig påvist, kun termisk effekt ved delvist vacum.
2) Relavitetsteorien er modbevist ved ring laser gyro + fiber optic gyro, og kan kun forklares med en 'æter'
3) Partikel bølge dualiteten (elektroner) har en naturlig forklaring.
4) 'Fotoner' er aldrig påvist som 'partikler'
5) Kim Sahl mener en 'æter' implicerer problemer, men den forklarer alt hvad han efterspørger.
6) 'Kvantemekanikken' er en formelsamling, og ikke en naturlov.
7) 'Neutrinoer' er et energikvant, og ikke en 'partikel'.
8) Den fotoelektriske effekt er energioverførsel jfr. Newtons vugge, som du selv skriver.
Blot et par ord fra den 'gamle', som ikke forstår hvorfor man ikke kan indse at relativitetsteorien er modbevist både jfr. ovenstående, men også med GPS.
Men så længe formlerne 'passer', går det jo nok, men det er ikke funderet i naturen.
Måske kommer der et ramaskrig, men jeg har computermodeller der understøtter en 'æter' ;-)

Jeg beundrer din iver, men 'folk' vil ikke indse faktuelle omstændigheder.
1) 'Lystryk' er aldrig påvist, kun termisk effekt ved delvist vacum.
2) Relavitetsteorien er modbevist ved ring laser gyro + fiber optic gyro, og kan kun forklares med en 'æter'
3) Partikel bølge dualiteten (elektroner) har en naturlig forklaring.
4) 'Fotoner' er aldrig påvist som 'partikler'
5) Kim Sahl mener en 'æter' implicerer problemer, men den forklarer alt hvad han efterspørger.
6) 'Kvantemekanikken' er en formelsamling, og ikke en naturlov.
7) 'Neutrinoer' er et energikvant, og ikke en 'partikel'.
8) Den fotoelektriske effekt er energioverførsel jfr. Newtons vugge, som du selv skriver.

1) Den Japanske sonde Ikaros har med success taget turen forbi Venus med et solsejl. At sige at lystryk aldrig er påvist er noget vrøvl. http://en.wikipedia.org/wiki/IKAROS

2) Læs dette i stedet for at gentage den samme fejltagelse igen igen igen: http://en.wikipedia.org/wiki/Sagnac_effect

3) Sandsynligvis, men ingen kender den.

4) Jo de er. Einstein fik nobelprisen for det. Læs og forstå den fotoelektriske effekt.

5) Ingen eksperimenter indikerer eksistensen af et æter. Men den kan selvfølgelig eksistere alligevel.

6) Kvantemekanikken har den store fordel at intet eksperiment og ingen observation nogensinde har modsagt den.

7) Neutrinoer er påvist i adskillige detektorer, som partikler, det er i hvert fald den bedste forklaring på hvad detektorerne har observeret.

8) Energioverførsel via fotoner, ja.

Mvh. Peter

  • 2
  • 1

2) Læs dette i stedet for at gentage den samme fejltagelse igen igen igen: http://en.wikipedia.org/wiki/Sagnac_effect


Jeg har læst et sted, at Einstein faktisk mente, at dette eksperiment ikke vil fungere, hvis universet var uden masse. Rotationen sker, i forhold til anden masse i universet. Uden anden masse i universet end dig selv, vil du i teorien kunne rotere uendeligt hurtigt, uden at vide det, og uden at få ondt i hovedet. Centrifugalkraften vil ikke eksistere ved rotation. Måske, kan endog diskuteres, om centrifugalkraften dermed afhænger af universets samlede masse. Måske har Louis Nielsen nogle formler herfor.

  • 1
  • 1

Carsten, også jeg har en (hemmelig) æter i hovedet til forklaring af bølgefænomenerne, men da vi ikke kan påvise den - altså, blive enige med fysikerne om den - så må den eksistere i en anden verden - måske et parallelunivers - en verden som er uden for vores instrumenters rækkevidde.

Og fotonerne - de må jo ha noget (æteren) at svinge i - de må jo bestå af noget - det noget, må jo være en slags elektromagnetisme, som er i hvile, når det ikke svinger.
Den må kunne bære en vekselvirkning måske uden tid, eller en anden form for tid (og rum) end vi kender, for at indeholde de tunge partikler - energi/masse - og det er jo også såden, at des mindre tingene bliver, des kortere bliver tiden (efter vores målestok) så måske forsvinder den helt ved energikvantets grænse.

Tanker når lyset er slukket og dynen trukket op.
Vi er nødt til at oversætte disse ting til noget vi kender fra vores egen verden.

  • 0
  • 2

Carsten, også jeg har en (hemmelig) æter i hovedet til forklaring af bølgefænomenerne, men da vi ikke kan påvise den - altså, blive enige med fysikerne om den - så må den eksistere i en anden verden

Vi kan så sandelig da påvise æteren, for hvis den ikke eksisterede, ville hverken lystransmission eller en ganske almindelig ledning være mulig. Den er absolut ikke af en anden verden. At fysikerne så ikke VIL indse det, fordi det meste fysik i de sidste 100 år incl. relativitetsteorien så skal skrives om, hvilket er aldeles uoverskuelig, er en anden sag.

Det er bevist og almindelig kendt, at energien i en ledning ikke ligger i elektronerne, men i feltet udenfor, som jeg skrev tidligere. Derfor er det også isolationsmaterialet, der bestemmer udbredelseshastigheden, som er: c = 1/sqrt(E0 x u0), hvor E0 er dielektricitetskonstanten og u0 er permeabiliteten. Tilsvarende har mediet en karakteristisk impedans på Z0 = sqrt(u0/E0).

For at transmittere lys eller strøm kræves altså et medie med såvel dielektricitetskonstant, som måles i F/m, og permeabilitet, som måles i H/m. Faste stoffer, væsker og luftarter har egenskaber, der kan måles i X/m som f.eks. seriemodstand, parallelmodstand, selvinduktion og kapacitet; men det har partikler ikke. Vi kan altså konkludere, at det, der transmitterer lys, opfører sig nøjagtig som almindelig stof og ikke som en partikel - altså opfører sig som en æter.

E0 er et udtryk for evnen til at indeholde potentiel energi, og u0 er et udtryk for evnen til at indeholde kinetisk energi. Begge dele kræver tilstedeværelse af masse. Uden masse ville hverken E0 eller u0 eksistere, og lysudbredelse ville være umuligt.

Kombinerer du dette med mine 7 spørgsmål, som ingen nogensinde har været i stand til at svare fornuftigt på, burde det være let at indse, at fotonen umulig kan eksistere som energibærende partikel. Om den så eksisterer som en masseløs og ikke-energibærende partikel, skal jeg ikke kunne sige.

  • 1
  • 2

Vi er nødt til at oversætte disse ting til noget vi kender fra vores egen verden.

Det er derfor, jeg brugte analogien med rutchebanen. Hvis vi har et vogntog, der strækker sig fra den ene ende til den anden, og påvirker den sidste vogn med en kraft, vil denne kraft bevæge sig fremefter med lydens hastighed i vogn- og koblingsmaterialerne. Den forreste vogn sætter altså først i gang en anelse senere end den bageste; men ingen af vognene bevæger sig tilnærmelsesvis med lydens hastighed i forhold til skinnen.

Overfører man dette til en ledning, er kraft = spænding og strøm = hastighed. Vi påtrykker altså en spænding (kraft) på ledningen (transmissionslinien). Denne kraft bevæger sig (styret af elektronerne) gennem æteren/isolationsmaterialet med lysets hastighed, således at vi får en forsinkelse på 3,33 x sqrt (Er) [ns/m], hvor Er er den relative dielektricitetskonstant for isolationsmaterialet. Elektronerne i ledningen bevæger sig imidlertid meget langsommere. Elektronhastigheden og dermed æterhastigheden (lige rundt om ledningen) er proportional med strømmen, så svaret på spørgsmålet, om æteren bevæger sig eller ej og i forhold til hvad, burde være indlysende.

  • 0
  • 1

Carsten skriver at hastighed e (elektron) = hastighed æ (æter).
Dette kan pure afvises eksperimentelt, idet lyshastigheden c er konstant og uafhængig af både elektron og æterbevægelse.
I 60´ernes Sverige var et forsøg med lysemitterende partikler klar i mælet, partiklernes hastighed havde ingen virkning på c.
En æter i bevægelse er selvmord, idet c sladrer: Æteren kan ikke bevæge sig.

  • 0
  • 2

Dette kan pure afvises eksperimentelt, idet lyshastigheden c er konstant og uafhængig af både elektron og æterbevægelse.

Lyshastigheden er præcis c = 1/sqrt(E0 x u0) i forhold til det medie, som lyset løber igennem, som jeg tidligere har omtalt; men bemærk, at jeg skrev "æterhastigheden lige rundt om ledningen". Går vi længere væk, falder æterhastigheden i takt med feltstyrken og bliver derfor hurtigt så lille, at man ikke vil have nogen chance for at måle det. Impedansen Z0 af mediet er konstant = sqrt(u0/E0), så når feltstyrken (V/m) falder, falder strømmen og dermed æterhastigheden tilsvarende.

Når du udsender en (lysemitterende) partikel, vil æterhastigheden lige rundt om partiklen formodentlig følge partiklen; men hastigheden falder hurtigt mod den omgivende æterhastighed - formodentlig med 2. potens af afstanden. Derfor kunne Michelson og Morley heller ikke måle noget, for æteren lige rundt om jorden følger jorden. Går vi længere væk, falder hastigheden mod 0, så over lange afstande vil vi aldrig kunne konstatere nogen differens.

  • 0
  • 0

Det er bevist og almindelig kendt, at energien i en ledning ikke ligger i elektronerne, men i feltet udenfor, som jeg skrev tidligere.


Og ifølge relativitetsteorien, ligger massen også i energien. I atomerne, er det ikke selve atomerne som vejer, men kræfterne imellem atomerne - bindingsenergierne som vejer.

Og det er jo ekstrem sjov, at selve massen ikke er i partiklen, men imellem partiklerne. At protonens masse, ikke er i protonen, men i kræfterne mellem quarkerne. Så er der et mindre problem, med partikler som elektroner, der vejer noget, og ikke har nogle kræfter, der er årsag til vægten. Dette forklares så af Higgs mekanismen... Og ikke af, at en elektron har et felt udenfor elementarpartiklen der vejer - her er jeg dog lidt usikker - for Higgs virker vel også udenfor elektronen?

Under alle omstændigheder, så er det meste af verdens masse placeret i tomrummet i mellem partiklerne.

Er det så elektronen der har masse? Eller, er det dens elektriske felt, der har massen? Kan vi - på samme måde, som Einstein stort set sætter lighedstegn mellem masse og energi, også sætte lighedstegn mellem ladning og energi?

Og hvornår kommer vi, til den erkendelse, at den store forståelse for universet vil opstå, på det tidspunkt, at alle universets enheder, skrives som ren tal. Fordi masse er lig energi, som er lig ladning osv.

  • 0
  • 0

Maxwells konstant c, er en konstant der fremkommer matematisk, som Carsten skriver, som 1/sqr (E0/u0), hvor c i følge Maxwell er konstant i forhold til en absolut hvilende æter (der var hvilende i forhold til solen).
I Michelsonforsøget led denne model skibrud, hvorfor man forsøgte sig med en æter i bevægelse (bevægelse i forhold til solen). I denne model var æteren hvilende i forhold til jorden, og dermed i overensstemmelse med Michelsonforsøget. Desværre er modellen i strid med aberationen, opdaget i 1728. Så forsøgte man sig med en model hvor æteren kunne være både i bevægelse og hvile, afhængig af forsøgsopstilling. Dette endte altid ud i nonsens og uoverskueligt rod.
Hos Einsteins Rs er c konstant i forhold til den "stationære iagttager", i moderne fysik er c en universel konstant. Endelig har en række fysikere foreslået c som værende ukonstant i kosmologisk tid.
Carsten, lidt opklaring - to indbyrdes bevægede stålkugler S1 og S2 strejfer hinanden og et lysglimt emitteres. Hvad er glimtets udbredelseshastighed
1) set fra S1
2) set fra S2
Maxwell: Den er c i forhold til den absolut hvilende æter.
Einstein: Den er c i forhold til S1, og c i forhold til S2.
Moderne: Den er uafhængig af både S1 og S2, og er universelt = c.

  • 0
  • 0

Endelig har en række fysikere foreslået c som værende ukonstant i kosmologisk tid.


Jeg tror c altid vil være konstant, i forhold til vor tids og længdeopfattelse. Hvis c ændrer sig, så vil vores tids og længdeopfattelse også ændres, således c er konstant. Vi skal huske på, at vores fornemmelse af størrelse, afstand og tid, afhænger af det vi kan se og mærke. Har vi en meterstok, og viser meteren, at en meter er kortere end en meter, så vil meter være kortere for os. Har vi et nøjagtigt ur, og går dette ur, af en eller anden grund langsommere, så vil vores indre ur også gå langsommere, og vi opfatter stadigt tid, som det at uret viser. Ændres c, så vil det påvirke fysikken omkring os - men også os. Og derfor, vil vi altid opfatte c ens. Fra et menneskesynspunkt, vil c være konstant, så længe vi befinder os i systemet. Hvis vi kan sætte os udenfor systemet, og beskue det, så vil c måske kunne være langsommere eller hurtigere.

Selvom vi ser c som konstant, hvis vi er i systemet, så kan vi nemt forestille os, at lysets hastighed er langsommere, når vi beskuer systemet udefra. Dette gælder faktisk overalt hvor der er masse (eller energi). Omkring en stor masse, er direkte synligt, at lysets hastighed er langsommere. Men selvom det ikke er synligt, kan det også påvirke os - en ændring i lysets hastighed, har naturligvis betydning, og kan føles. Og en stor masse, kan nemt føles.

  • 0
  • 0

Det er let at bevise, at æteren nødvendigvis må kunne bevæge sig lokalt. Energien i en spole er ½L x I2. Det er kinetisk energi svarende til ½m x v2. Hvis vi nu holder strømmen og viklingstallet konstant; men sætter en jernkerne ind i spolen, stiger selvinduktionen L og dermed energien. Energien i elektronerne - hvis der var nogen - vil imidlertid ikke ændre sig, så spolens energi må nødvendigvis ligge i en masseholdig æter - ikke i elektronerne, og uden bevægelse ingen kinetisk energi.

Hvordan denne bevægelse så foregår er en anden sag. Det mest intuitive er at forestille sig, at æteren inden i spolen drejer rundt, hvilket passer perfekt med, at polarisationen af lys drejes i et magnetfelt. Problemet er bare, at L afhænger af viklingstallet i 2. potens, så det kan ikke være hele sandheden; men hvis der ikke var nogen bevægelse, ville vi ikke kunne opbevare energi i en spole.

  • 0
  • 0

"Så er der et mindre problem, med partikler som elektroner, der vejer noget, og ikke har nogle kræfter, der er årsag til vægten. Dette forklares så af Higgs mekanismen... Og ikke af, at en elektron har et felt udenfor elementarpartiklen der vejer - her er jeg dog lidt usikker - for Higgs virker vel også udenfor elektronen?"

Så må der vel være et spændingsforhold eller et vekselvirkningsforhold i elektronen, som foregår på et plan som vi ikke er istand til at se/måle fordi det sker i kvanteverdenen/kvantemekanikken, som måske er den verden, hvor tiden og rummet er gået i nul - men igen, vi kan ikke sige noget om det, for vi/fysikerne kan ikke lave en opstilling som kan afsløre det.

Måske er det det, som fysikerne bruger alle de ekstra dimensioner til, som en dør, ind til verdener som er fremmede for os andre.

Kvanteverdenen er måske en anden verden, som vi ikke kan beherske, ligesom liv eller død, ligesom tankeoverførsel - nogle, kan konstatere at den findes, men ingen/meget få, kan styre den eller ville den - den er der eller, den er der ikke. -

Men nu kan de altså frembringe "en" foton, med god sandsynlighed indenfor et kort tidsrum - imponerende.

  • 0
  • 0

"Vi kan så sandelig da påvise æteren, for hvis den ikke eksisterede, ville hverken lystransmission eller en ganske almindelig ledning være mulig."

At forestille sig æteren som formidler af elektromagnetiske felter, er vel et redskab som vi mennesker bruger, når vi skal forestille os hvad der sker, som en forklaring på disse forhold, som vi ikke forstår på anden måde end at bruge de billeder og virkemåder som vi kender fra vores dagligdag - bølger i et medium, og den slags.

  • 0
  • 0

"Vi kan så sandelig da påvise æteren, for hvis den ikke eksisterede, ville hverken lystransmission eller en ganske almindelig ledning være mulig."

At forestille sig æteren som formidler af elektromagnetiske felter, er vel et redskab som vi mennesker bruger, når vi skal forestille os hvad der sker, som en forklaring på disse forhold, som vi ikke forstår på anden måde end at bruge de billeder og virkemåder som vi kender fra vores dagligdag - bølger i et medium, og den slags.

  • 0
  • 0

Carstens æter har en egenskab der gør den lokalt bevægelig. Æteren er altså i øvrigt i hvile.
Dette kan blankt afvises, en afvisning der er en konsekvens af svaret på mit spørgsmål vedr. S1 og S2 (se "Hastighed").
En - generelt - hvilende æter er også i strid med den del af Michelson forsøget hvor den lokale lyskilde var erstattet af lyset fra en fiksstjerne. Den påståede "lokale" æterbevægelse skulle brede sig mange lysår ud i rummet, for at redde Carstens æter.
De øvrige forunderlige egenskaber, masse og energiabsorberende, kan man sige, tynger yderligere hans æter.

  • 0
  • 0

Energien er, som du korrekt skriver, i luften - eller rettere tomrummet. Der behøver ikke, at være luft.
Dog er jeg ikke sikker på, at noget behøver at rotere. Energien er potentiel energi, og der er en kraft imellem spole og jern. Disse kræfter, indeholder energi. Og energien er i "luften". Jeg udelukker ikke, at noget roterer - men når noget roterer, opdages ofte effekter hvis det drejes (f.eks. gyroeffekt, spændingsforskel mv.)

Nej, energien i en spole må nødvendigvis være kinetisk energi. Ellers kunne man ikke lave en svingningskreds bestående af en spole og en kondensator, hvor energien skiftes til at være opbevaret i kondensatoren som potentiel energi og i spolen som kinetisk energi. Det fungerer ligesom et pendul, og det er faktisk interessant, at både selvinduktion og kapacitet er ækvivalent med masse, som i praksis næsten med garanti er den samme. Er massen i bevægelse, har den kinetisk energi. Er den påvirket af kræfter fra anden masse, har den potentiel energi.

  • 0
  • 0

Carstens æter har en egenskab der gør den lokalt bevægelig. Æteren er altså i øvrigt i hvile.

Lokal bevægelse ja, iøvrigt i hvile, nej - ikke nødvendigvis. Jeg kunne godt forestille mig en roterende æterbevægelse i solsystemet plus én i hele galaksen ligesom vinden i en tornado, uden at jeg dog kan bevise en sådan bevægelse.

De øvrige forunderlige egenskaber, masse og energiabsorberende, kan man sige, tynger yderligere hans æter.

Min æter har masse og er dermed energiholdig, men er absolut ikke energiabsorberende. Hvis du mener, at elektromagnetisk energioverførsel sker ved fotoner, så besvar mine 7 spørgsmål og forklar mig lige, hvordan disse fotoner bærer sig ad med at følge en ledning og ikke mindst vindingerne i en spole! Jeg kunne også godt tænke mig at vide, hvordan du kommer frem til u0, E0 og lyshastigheden c i et absolut tomt univers uden partikler af nogen som helst art. Vi behøver jo ikke andet end 3 blyantstifter og en laserpointer til at konstatere, at fotonen umuligt kan være energibærende og at det, fysikken i de sidste 100 år har prøvet at bilde os ind, umuligt kan passe.

Jeg startere med at skrive, at jeg ikke ville diskutere æterteori, fordi det ville fjerne fokus fra mine 7 spørgsmål, og det er desværre det, der er ved at ske. Enten kan der svares fornuftigt på de 7 spørgsmål, eller også må I erkende, at fotonmodellen er falsificeret. Hvad vi så skal sætte i stedet, er en anden sag.

PS. Det, du skriver her:

Maxwells konstant c, er en konstant der fremkommer matematisk, som Carsten skriver, som 1/sqr (E0/u0)

er naturligvis forkert. Den korrekte formel er den, jeg skrev: c = 1/sqrt(u0 x E0).

  • 0
  • 0

Carsten: "Jeg kunne forestille mig en roterende æterbevægelse i solsystemet plus én i hele galaksen".
En fysisk ligeberettigelse, ville da diktere flg. fra enhver af galaksens stjerner: I dette system roterer æteren plus en sådan æterrotation i hele galaksen:
Denne ligeberettigelse er et resultat af at solsystemet ikke indtager nogen særstilling. Med henvisning til astronomien, kan denne forestilling blankt afvises.
Da denne Carsten-æter har masse og bevægelse, kan den absorbere/emittere energi i følge alm. fysiske forestillinger. Carsten: "En masse i bevægelse har energi".
Carsten: "Fotonen kan umuligt være energibærende"/"Æteren er absolut ikke energiabsorberende". Men hvad optager/bærer/afgiver energi, Carsten: "Energien ligger i feltet".
Maxwell: "Enhver elektromagnetisk bølge bærer energi".
Carsten: "Selvinduktion og kapacitet er ækvivalent med masse".
Carsten: "Jeg vil ikke diskutere æteren".
Det ville Einstein heller ikke, og bad os om "aldrig mere nævne at nævne ordet".

  • 0
  • 0

Carsten: "Jeg kunne forestille mig en roterende æterbevægelse i solsystemet plus én i hele galaksen".
En fysisk ligeberettigelse, ville da diktere flg. fra enhver af galaksens stjerner: I dette system roterer æteren plus en sådan æterrotation i hele galaksen:
Denne ligeberettigelse er et resultat af at solsystemet ikke indtager nogen særstilling. Med henvisning til astronomien, kan denne forestilling blankt afvises.

Hvorfor det. Det er faktisk skægt at høre en ætermodstander postulere, hvordan en æter nødvendigvis må bevæge sig.

Da denne Carsten-æter har masse og bevægelse, kan den absorbere/emittere energi i følge alm. fysiske forestillinger. Carsten: "En masse i bevægelse har energi".... "Æteren er absolut ikke energiabsorberende". Men hvad optager/bærer/afgiver energi

Jeg kan ikke lide betegnelsen absorbere, fordi der ligger en undertone af tab i den betegnelse, og æteren er tabsfri - det er det, jeg mener; men æteren kan selvfølgelig optage og opbevare energi både i form at potentiel energi og kinetisk energi. Ellers kunne den jo ikke overføre impuls. Jeg sammenligner æteren med en tabsfri newton vugge. Vi du sige, at en sådan kan absorbere eller emittere energi?

Carsten: "Fotonen kan umuligt være energibærende

Nej, for så ville der jo ikke være alle de dilemmaer i mine 7 spørgsmål som f.eks., at hvis ét eller andet kan udøve tryk eller indeholde energi, vil det tilsvarende kræve tryk eller energi at få det til at skifte retning; men i dobbeltspalteeksperimentet er der jo ingen energi eller kræfter til at skabe afbøjning.

Maxwell: "Enhver elektromagnetisk bølge bærer energi".

Ja, men hvad er bølger? Bølgebevægelser kan kun foregå i en stor mængde af partikler, der samarbejder om bevægelsen (æter) - ikke i én enkelt partikel. Ingen forstår partikel-bølge dualiteten eller bølgefunktionskollapset, og det kan jeg godt forstå, for mage til vrøvl skal man da lede længe efter; men det, man ikke fatter, kalder man så bare kvantemekanik, og så er alt tilladt - selv brud på energibevarelsessætningen som f.eks. kraftudveksling ved udsendelse af virtuelle partikler.

Carsten: "Jeg vil ikke diskutere æteren".

Nej, for det er ikke emnet i denne tråd og fjerner fokus fra det, der er. Du vil til gengæld ikke diskutere trådens virkelige emne - udsendelse af enkeltfotoner - fordi du heller ikke kan svare på mine ubehagelige spørgsmål om f.eks. frekvensen af én foton og det dilemma, der opstår i forbindelse med den fotoelektriske effekt, hvis vi på nogen måde giver den bredbåndsegenskaber. Det ville iøvrigt være sjovt at se en beskrivelse af, hvordan én partikel skal opføre sig (dreje, ændre længde etc.) for at den er bredbåndet.

  • 1
  • 2

Nej, for det er ikke emnet i denne tråd og fjerner fokus fra det, der er. Du vil til gengæld ikke diskutere trådens virkelige emne - udsendelse af enkeltfotoner - fordi du heller ikke kan svare på mine ubehagelige spørgsmål om f.eks. frekvensen af én foton og det dilemma, der opstår i forbindelse med den fotoelektriske effekt, hvis vi på nogen måde giver den bredbåndsegenskaber. Det ville iøvrigt være sjovt at se en beskrivelse af, hvordan én partikel skal opføre sig (dreje, ændre længde etc.) for at den er bredbåndet.


Jeg tror at Christian Bierlich forsøgte at svare på det: En god foton med veldefineret frekvens, udsendes ikke på kort tid. Netop det, sætter Heisenbergs usikkerhedsrelation jo en stopper for.

Udsendes fotonen på endelig tid, så kan den sagtens have en veldefineret frekvens. Men, der er usikkerhed på denne - så min opfattelse er, at det bedre at anskue fotonens frekvens ud fra sandsynligheds fordelingen for denne. Du kender ikke den præcise frekvens, men du kan lave en kurve, der viser sandsynlighedsfordelingen for den, og derved integrere indenfor et givet interval, for at finde sandsynligheden for, at fotonen frekvens detekteres indenfor dette interval.

Den korte version er, at fotonen ikke udsendes på et præcist tidspunkt, men at det tager tid, og at den fylder i rummet. Og der er altid usikkerhed, på både tid, og frekvens. Men du kan skubbe usikkerheden.

Vi kan også anskue usikkerhedsrelationen sådan, at den postulerer en sammenhæng mellem tid og kvalitet, således lang tid til at udsende og forbedrede fotonen, kan give høj kvalitet - mens kort tid, altid giver fotonen dårlig kvalitet.

  • 0
  • 0

Udsendes fotonen på endelig tid, så kan den sagtens have en veldefineret frekvens. Men, der er usikkerhed på denne - så min opfattelse er, at det bedre at anskue fotonens frekvens ud fra sandsynligheds fordelingen for denne. Du kender ikke den præcise frekvens, men du kan lave en kurve, der viser sandsynlighedsfordelingen for den, og derved integrere indenfor et givet interval, for at finde sandsynligheden for, at fotonen frekvens detekteres indenfor dette interval.

Det her har intet med sandsynligheder, men eksakt matematik at gøre. Tager du f.eks. et repetitivt signal, som i tidsdomænet er et trekantssignal med stige og faldetid = pi, amplituden 0 til tiden x = 0 og maksimal amplituden pi til tiden x = pi, 3pi, 5pi etc., får du rækkeudviklingen:

pi/2 - 4(cos(x)/1 + cos(3x)/9 + cos(5x)/25 + cos(7x)/49 ... )/pi

altså 1., 3., 5., 7. harmoniske etc.

Hvor er det lige at >= tegnet fra Heisenbergs usikkerhedsrelation kommer ind i billedet, hvordan bærer fotonen sig ad med at have flere frekvenser (uendelig mange) på én og samme tid, og hvorfor giver usikkerhedsrelationen ingen lige harmoniske?

Det er jo bekvemt med en foton, som kan have alle mulige frekvenser på én gang og kan være overalt i rummet på samme tid, så vi bare kan tage den frekvens og den placering, der nu passer ind i regnestykket; men sådan opfører den fysiske verden sig altså ikke.

  • 1
  • 1

"Skægt at høre en ætermodstander postulere, hvordan en æter nødvendigvis må bevæge sig": Hvad der ikke eksisterer er hverken tilknyttet bevægelse eller hvile.
"Jeg kan ikke lide betegnelsen absorbere. Æteren kan selvfølgelig optage energi": Der er altså forskel på at absorbere og optage?
Jeg har med skam ikke læst Carstens 7 spørgsmål, men har han læst mit ene simple spørgsmål vil han indse at svaret på dette afviser både æterens bevægelse samt dens hvile. Æteren kan hverken være i bevægelse eller hvile, altså eksisterer den ikke i t > 0.
"Hvad er bølger": Det er en rummelig udbredelse af svingninger i et medie - de elektromagnetiske bølger viser at dette medie ikke behøver at være partikulært, idet et partikelmedie besidder en række grundlæggende egenskaber der ikke kan tillægges elektromagnetismens felter eller kan tillægges æteren.
Carsten har ret i at de fysiske forhold for elektromagnetismen er uafklaret, men den partikulære æter er afklaret allerede for 100 år siden - denne eksisterer ikke, men hvad er da lysets udbredelsesmedie? Heri består en fysisk uafklaring, der søges løst med fotonen: Der hvor vi kommer i bekneb for bølger, er fotonens bølgeegenskab nærmest - der hvor vi kommer i bekneb for partikler, er fotonens partikelegenskab nærmest. Skulle man siden opdage en ny egenskab x, må fotonen vise sig som en mand og yderligere opvise et nyt og tredje karaktertræk.
Ja, med fotonen er vi sikret mod nye overraskelser da den skulle kunne antage uendelige mange træk, til løsning af enhver situation.
Vi har grundlæggende,
1) A er ikke B
2) hvis A = B, er der ml. 1) og 2) sket en tilstandsændring.
Hvis A = elektronens bølgeegenskab og B = elektronens partikelegenskab, synes tilstandsændringen ml. A og B at være uafklaret.

  • 0
  • 1

Carsten har ret i at de fysiske forhold for elektromagnetismen er uafklaret, men den partikulære æter er afklaret allerede for 100 år siden - denne eksisterer ikke, men hvad er da lysets udbredelsesmedie? Heri består en fysisk uafklaring, der søges løst med fotonen: Der hvor vi kommer i bekneb for bølger, er fotonens bølgeegenskab nærmest - der hvor vi kommer i bekneb for partikler, er fotonens partikelegenskab nærmest. Skulle man siden opdage en ny egenskab x, må fotonen vise sig som en mand og yderligere opvise et nyt og tredje karaktertræk.
Ja, med fotonen er vi sikret mod nye overraskelser da den skulle kunne antage uendelige mange træk, til løsning af enhver situation.

Hvor er det dog rart med sådan en universalpartikel, der kan have alle mulige egenskaber og træk efter forgodtbefindende. Har man brug for en bølge, er den en bølge, har man brug for en partikel, er den en partikel, og har man brug for en eksakt frekvens, har den det, selv om den genereres spontant.

I aner ikke, hvordan energiudbredelsen på en ganske almindelig ledning, der kan krumme sig, foregår, I forstår ikke, hvad der sker i dobbeltspalteeksperimentet, I forstår ikke jeres egne teorier (partikel-bølge dualiteten) og I kan ikke forklare dilemmaerne i mine 7 spørgsmål. Alligevel afviser I æterteorier, som kan forklare det meste enkelt og intuitivt. Kan du ikke se, hvor latterligt det er?

  • 0
  • 0

Det her har intet med sandsynligheder, men eksakt matematik at gøre. Tager du f.eks. et repetitivt signal, som i tidsdomænet er et trekantssignal med stige og faldetid = pi, amplituden 0 til tiden x = 0 og maksimal amplituden pi til tiden x = pi, 3pi, 5pi etc., får du rækkeudviklingen:

pi/2 - 4(cos(x)/1 + cos(3x)/9 + cos(5x)/25 + cos(7x)/49 ... )/pi

altså 1., 3., 5., 7. harmoniske etc.

Hvor er det lige at >= tegnet fra Heisenbergs usikkerhedsrelation kommer ind i billedet, hvordan bærer fotonen sig ad med at have flere frekvenser (uendelig mange) på én og samme tid, og hvorfor giver usikkerhedsrelationen ingen lige harmoniske?

Det er jo bekvemt med en foton, som kan have alle mulige frekvenser på én gang og kan være overalt i rummet på samme tid, så vi bare kan tage den frekvens og den placering, der nu passer ind i regnestykket; men sådan opfører den fysiske verden sig altså ikke.


Dit eksempel, er desværre ikke helt så godt. En normal foton, vil ikke være trekant formet, og derfor ikke have frekvenser der går uendeligt højt op. Det er bedre, at tage et realistisk eksempel. En realistisk foton, er sinus formet. Hvis den er god, har den eksisteret siden big-bang og har taget lang tid at frembringe. Den har en meget veldefineret frekvens. En mindre god foton, kan fås udfra denne, ved at klippe den i stykker med en saks. Denne saks bevæger sig ikke uendelig hurtig, og kan derfor ikke give uendeligt høje overtoner. Den bevæger sig typisk særdeles langsom i forhold til fotonens frekvens. Du får derfor en bølge, der "langsomt" moduleres op, så forbliver konstant et stykke tid, og så moduleres langsomt ned igen. Denne har ikke frekvenser, som går uendeligt højt op, da din saks ikke kan tilføre den disse frekvenser. Det du får, er at din foton, der til at starte med, var meget smal, og havde en veldefineret frekvens i frekvensdomænet, nu fylder lidt mere og er blevet mere "tyk" i frekvensdomænet. Præcist, på samme måde, som en partikel ikke behøver at være punktformet, men kan have størrelse i tids og afstands domænet, så behøver en partikel (her foton) ikke at være uendelig tynd og smal i frekvens domænet. Den fylder lidt.

På sin vis er det altså logik. Du kan ikke sige noget om fotonens frekvens, fordi den fylder i frekvens domænet. Og du kan ikke sige noget præcist om dens tidspunkt, fordi den fylder i tidsdomænet.

Vi har at gøre med praktiske "partikler" der ikke er singulære uden fylde. De fylder op, i såvel tid, rum og frekvens.

  • 0
  • 0

Denne har ikke frekvenser, som går uendeligt højt op, da din saks ikke kan tilføre den disse frekvenser.

Jo, det var derfor jeg valgte eksemplet med en trekantform, som har begrænsede stige- og faldetider, men stadig er uendelig bredspektret, selv om amplituden af de højeste frekvenser bliver overordentlig lille. Hvordan kan en tilfældig sandsynlighedsfordeling (>=) give et fuldstændig præcist spekter, hvor sandsynligheden for at frekvensen er præcis 1+2N (ulige harmoniske) er høj, men samtidig næsten uendelig lav en vilkårlig lille afstand derfra?

Dig og dine gode og dårlige fotoner :-)

  • 0
  • 0

Tråden er vist endt meget langt ude på et sidespor.

Hørt! Og ja, tak til Søren Laursen for indsparket. Jeg står også gerne til rådighed ang. de praktiske (ikke de filosofiske) aspekter af emnet for indlægget i relation til aktiviteterne på DTU Fotonik.

  • 1
  • 0

Dig og dine gode og dårlige fotoner :-)


Det kan diskuteres hvilke fotoner der er gode, og hvilke der er dårlige. Hvis du ønsker fotoner "on-demand", så vil de have stor usikkerhed på frekvensen. Desto mere præcist, de skal kunne styres tidsmæssigt, desto større usikkerhed, er der på frekvens. Ofte, vil du sende dem igennem noget, der forbedre frekvensegenskaberne, f.eks. en cavitet. Men så går det også ud over dit kendskab til, hvornår fotonen forlader caviteten. Den reflekteres mange gange i caviteten, og det præcise tidspunkt for, hvornår den forlader den, bliver derfor usikker. Fremstilling af fotoner, er et kompromis.

  • 0
  • 0

Er fotonkilder med høj effektivitet bred eller smalspektret?
Kan man lave en god fotonkilde, med høj effektivitet, der er smalspektret, eller er tendens til, at dem med bedst effektivitet er bredspektret?

  • 0
  • 0

Er fotonkilder med høj effektivitet bred eller smalspektret?
Kan man lave en god fotonkilde, med høj effektivitet, der er smalspektret, eller er tendens til, at dem med bedst effektivitet er bredspektret?

Mig bekendt er der ikke nogen direkte korrelation mellem, hvor høj effektiviteten af kilderne er, og hvor smalt spektret er.

I 72%- og 75%-designs nævnt i blogindlægget kobles spontant udsendte fotoner fra et kvantepunkt, som er indlejret i en bølgeleder - eller en nanowire - til den guidede mode i bølgelederen. Eftersom denne bølgeleder er forholdsvis bred spektralt - altså dens fundamentale mode kan anvendes til at komme fotoner i over et relativt bredt vindue af frekvenser - kan denne kilde tilsvarende virke rimelig bredt spektralt.

Kvantepunkterne udsender, pga. deres diskretiserede energiniveauer, lys ved veldefinerede frekvenser, som dog er forbredte, bl.a. fordi alle kvantepunkterne ikke er identiske. Men dette er ikke noget problem, eftersom "opsamleren" (: bølgeleder) er bred spektralt.

Andre designs, som der også har været arbejdet med på DTU Fotonik, inkluderer f.eks. en mikrokavitet i en mikrosøjle - se f.eks. http://prl.aps.org/abstract/PRL/v108/i5/e0... . Problemet med dette design kan være, at kaviteten er smal spektralt - dvs. så skal kvantepunkterne og kaviteten matches forholdsvis præcist spektralt for, at strukturen virker, hvilket stiller store krav til fabrikationen.

  • 0
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten