Photon quantum mechanics and beam splitters

Abstract

We are developing materials for classroom teaching about the quantum behavior of photons in beam splitters as part of a project to create five experiments that use correlated photons to exhibit nonclassical quantum effects vividly and directly. Pedagogical support of student understanding of these experiments requires modification of the usual quantum mechanics course in ways that are illustrated by the treatment of the beam splitter presented here.

Uma abordagem conceitual e fenomenológica dos postulados da física quântica

“…Em um divisor de feixe simétrico e sem perdas, como o que é mostrado na Fig. 1, a diferença de fase entre o raio refletido e o transmitido é S/2 (DEGIORGIO, 1980;ZEILINGER, 1981;HOLBROW et al, 2002), o que corresponde a uma diferença de caminho igual a O/4.…”

“…Como já argumentado anteriormente (OSTERMANN et al, 2006;PEREIRA et al, 2009), o IVMZ pode ser uma poderosa ferramenta para a discussão de conceitos fundamentais da FQ, tanto que o interferômetro de MZ tem sido utilizado por muitos autores como ponto de partida para tal ADAMS, 1998;SCARANI, 1998;HOLBROW et al, 2002;MÜLLER;WIESNER, 2002;PESSOA JR., 2003;GALVEZ et al, 2005;PRADO, 2005;OSTERMANN et al, 2006;SCARANI, 2006;DIMITROVA;WEIS, 2008;PEREIRA et al, 2009;DIMITROVA;WEIS, 2010;FERRARI;BRAUNECKER, 2010;GALVEZ, 2010). Para que esse dispositivo óptico possa realizar um experimento que permita a discussão sobre fundamentos da FQ, é preciso considerar que a fonte de laser seja monofotônica, ou seja, emite a cada vez um pulso de onda que tem a potencialidade de gerar um único fóton em um detector de eficiência máxima.…”

“…Classicamente, e são conhecidos como coeficientes de reflexão e transmissão do divisor de feixe. O fato de que a probabilidade é conservada mostra que o operador que representa o divisor de feixe é classificado como um operador "unitário" (uma classe importante de operadores em mecânica quântica) e realiza uma transformação unitária sobre o estado translacional do fóton incidente (HOLBROW et al, 2002;FERRARI;BRAUNECKER, 2010). Este dispositivo é uma parte essencial do interferômetro, uma vez que coloca a luz, inicialmente preparada em um único estado translacional, em uma superposição dos dois estados translacionais e .…”

A LabVIEW Based Counting Photons Existence in the Light

“…Transducers are synonymous with sensors in DAQ systems [8]. There are specific transducers for many different applications, such as measuring temperature, light, pressure, or fluid flow as illustrated in table (1).…”

“…Many experiments based on entangle photon pairs and quantum emitter such as using trap ions, quantum dots, molecules and colour centre have been studied intensively to realize their potential as a single photon source [1]. LabVIEW (Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench) is a graphical programming environment, developed by National Instrument (NI), which is well suited for high-level or system-level design.…”