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原文

,卷:6(1)

光子概率控制与实验

*通信:
所罗门BT美国科罗拉多州丹佛市谢尔曼街815号Xodus One基金会董事长,邮编80203
电话:3106663553;电子邮件: (电子邮件保护)

收到:2016年12月6日接受:2017年3月15日;发表:2017年3月23日

引用:所罗门BT,贝克维斯AW。光子概率控制与实验。宇航学报。2017;6(1):116。

摘要

量子理论没有解释自然如何实现概率的机制。因此,本文的主要目的是提出新的方向光子学从概率性质研究光子局部化控制,向概率场论又迈进了一步。期望是改善光子收集和减少损失。本文深入研究了光子概率控制的物理学,以解释4个新提出的实验的基础。众所周知,光子不受电场或磁场的影响。因此,另一个问题是,光子的概率能被控制吗?概率控制意味着矢量和调制。矢量是对定位方向的控制,调制是对定位距离的控制。本文通过重新思考量子理论的基础,提出了一种控制机制,使用(i)修正的Schrödinger波函数,(ii)粒子设计的新结构,(iii)子空间(x, y, zand no t)的存在,(iv)所有粒子都由修正的Schrödinger或概率波函数的圆盘组成,正交于粒子的运动矢量,(v)所有其他粒子属性(如电磁波、电荷、质量等)加入到该结构中。新概率波函数的形状与Schrödinger波函数的形状非常接近。有人提出,概率可以通过改变电场和磁场密度来控制,因为概率是电场和磁场的函数。 Thus, a new formula for the Airy Pattern. Modified Airy Pattern experiments are proposed to confirm these findings. These include measuring the photon’s electric field amplitude, the electric fields in materials, using the Airy Pattern to filter photons by their phase. The new theoretical results confirm that probability is a function of the wavelength. Finally, more than 4 experiments are proposed.

关键字

Schrödinger波函数;光子局部化光子概率;通风模式;光子传播;电子壳层;概率;贝尔定理

简介

量子理论方法

本文的目标之一是提供一种替代方案模型物理学基础,量子理论的先导或前提。这不是为了建立一个更好的量子理论。这是不太可能的,因为在过去的100年里,成千上万的专家物理学家已经反复检查了这个理论。有了物理基础的另一种选择,人们就可以用三种可能的结果来证伪量子理论(技术用法)。(i)量子理论的基础是正确的,而替代的基础是不正确的,导致了一个强大的更好的量子理论,(ii)被提议的物理学基础导致了一个不同的、更好的量子理论版本,或者(iii)两个版本之间的相互作用,当代的和被提议的基础,导致了更多的问题而不是答案。假设Nemiroff [1],利用费米伽玛射线太空望远镜拍摄的伽玛射线暴照片,表明量子泡沫不可能存在,这增加了探索物理学基础替代品的紧迫性。

量子理论描述了基于质量的粒子和无质量的粒子都表现出波粒二象性。这种对偶性的实验证实可以找到[2的光电效应(给定功函数W)可以证明光子粒子的行为能源E的光子频率ν as,

图像(1)

(ii)电子的波动行为可以用康普顿散射来描述。光子以一定角度散射θ有更长的波长λ1给定电子的康普顿波长λe

图像(2)

图像(3)

(iii)德布罗意物质波,即有质量的物质和无质量的光满足相同的能量-动量和动量波长(p -λ)的关系,

图像(4)

量子理论的波动力学由Schrödinger波动方程Ψ(x,t) per描述

图像(5)

Giving Born对|的解读Ψ|2为时空位置(x,t)处发现系统的概率密度,

图像(6)

这样,概率密度可以移动,但不能在没有明确的创造或破坏物理过程的情况下被创造或破坏。由于量子力学中的物理状态是线性波,它们可以通过傅里叶变换叠加形成其他波。任何种类的波都满足不确定关系对于物质波来说就是海森堡不确定原理

图像(7)

因此,人们注意到量子理论本质上是一种用来描述粒子行为的波动理论,所有非波动性质(例如概率)都用这种波动性质来描述。特别是光子,也使用称为贝塞尔函数的波动方程来建模。如Roychoudhuri [3.)提出,“我们需要重新开始关于整个频谱中电磁波的产生、传播和检测的全面基础研究。惠更斯-菲涅耳的波图和爱因斯坦-狄拉克的不可分割量子代表了物理学中最强的未解决问题之一。

虽然作者同意他的前提,需要基础研究,但作者在方法上有所不同。所罗门和贝克威斯[4奠定了所需的基础工作模型光子行为的概率,而不是波动方程或贝塞尔函数。这篇论文补充了这项工作[4]。

怎样才能推导出波动方程的替代品呢?在运筹学中,有一类数学搜索技术,即数学规划,它有一个独特的性质,即原对偶公式。数学规划由一个目标函数组成,即矩阵行,一个约束矩阵,其不等式构成边界条件的矩阵列,称为原始问题。约束矩阵行、列交换时存在对偶问题,同时目标函数与边界条件交换。证明了原始公式的解与对偶公式的解是相同的。也就是说,同一个问题的两个明显不同的公式有相同的解。

点扩散函数(PSF),这里称为艾里图案(不是艾里圆盘),光子通过针孔投射到屏幕上,是这种解构的基础。然而,这种类型的PSF的现代定义是一个仅用波函数表示的贝塞尔函数,因此不适合提出的解构,因为贝塞尔函数已经完全去除了光子的概率行为。波贝塞尔函数可以被认为是原始公式。为了确定概率行为,即对偶公式,人们必须回到艾里模式的旧公式(附录B)。作为对偶公式存在的证明,概率对偶公式应与原始贝塞尔公式给出相同的结果。也就是说,如果原始公式波动方程能够描述概率,那么对偶公式概率密度应该能够描述波动行为。

更进一步说,在物理学研究中,有一种被称为先导的东西模型5],它对概率有具体的重新解释,而不仅仅是基于波干扰。引用(6]。

哥本哈根解释本质上是断言,在量子领域,没有比统计更深刻的描述了。当对量子粒子进行测量时,波形崩溃,粒子所假设的确定状态是完全随机的。根据哥本哈根的解释,统计数据不仅仅描述了现实;它们就是现实。

本文的研究是确定另一层统计推断,作为哥本哈根解释的替代方案,这是本文提供的目标。

为什么要重新思考光子概率?

2015年,Steinhardt和Esftathiou [7他说,普朗克太空望远镜的数据表明,宇宙比想象的要简单,弦和量子理论都需要修正。2012年,利用美国宇航局费米伽玛射线太空望远镜拍摄的伽玛射线暴照片,内米罗夫[1表明量子泡沫不可能存在。

所罗门(8-13他提出,当代物理学可以分为三种类型的粒子,非弹性和点状(量子理论),拉伸(弦)和压缩。假设粒子是压缩的所罗门[8-12]证明了一个新的引力加速度方程(1),它不需要引力质量的量的先验知识。

图像(8)

其中τ是时间膨胀变换的空间梯度或时间膨胀变换的变化除以该距离,注意到时间膨胀变换是tv/ t0根据洛伦兹-菲茨杰拉德变换(LFT)或(9),和牛顿引力变换(NGT)或(10)。因此,所罗门的g=τc2为Hooft的[14断言“物质的缺失不再保证局部平坦”。

图像(9)

图像(10)

(8)的存在对弦理论的有效性提出了实质性的质疑,因为弦是基于相反的公理,即粒子是可拉伸的。此外,弦与洛伦兹-菲茨杰拉德变换(LFT)相矛盾。

因此,追寻Steinhardt和Esftathiou的[7需要一种不同的物理方法,有一些基本的问题需要回答,(i)概率在自然界中是如何实现的?以及(ii)这些概率能否得到控制?本文的目的是提出光子概率函数作为贝塞尔函数的一种替代模型光子的行为。

Roychoudhuri [3.]总结了两种类型的光子模型,(i)惠更斯-菲涅耳波和(ii)爱因斯坦-狄拉克不可分割的量子。如Roychoudhuri [3.]的状态下,量子电动力学对光子的定义就像是一个不可分割的包能源而是由真空的傅里叶单色模式表示,这是有问题的,原因如下:

•这样的单个光子不能在空间和时间上被定位。

•无限长的傅里叶模式违背了能量守恒原理。

•许多傅里叶频率的叠加,在自由空间中产生空间有限脉冲模型脉冲光是一个无效的猜想,因为在没有相互作用的材料的情况下,波不能相互作用,也不能重新组合它们的能量。

•它赋予了“真空”丰富的属性,但相对论和量子物理学并没有明确地承认空间是一种真正的物理介质。

量子光子的不可分割性直接与非常成功的HF衍射理论相矛盾。

使用Roychoudhuri的批评作为比较的基础,我们可以说本文提出了第三种观点模型源自艾里图案,一个无限薄的圆盘,其平面(x-y轴)与光子沿z轴的运动矢量正交,这不是无限的(每ii),并基于一个“更丰富的”(每iv)时空属性,一个涉及变形时空(x, y, z, t)和变形子空间(x, y, z)。

概率波函数Ψp从艾里模式的推导

引用理查德·费曼的话1关于Schrödinger波函数,“当Schrödinger第一次写下它时,他给出了一种基于一些启发式论点和一些聪明的直觉猜测的推导。他使用的一些论点甚至是错误的,但这无关紧要;唯一重要的是,终极方程给出了自然的正确描述。”

因此,既然Schrödinger波函数成立,那么是否可以从经验数据中推导出Schrödinger波函数呢?下面的推导给出了一个与Schrödinger的波函数非常相似的波函数——概率波函数ψP。

节选自[15]下面详细说明了概率波函数是如何从艾里模式ψ a推导出来的。必要的假设是,粒子的波函数(Schrödinger或其他)可以从它在不透明屏幕上的投影(艾里图案)确定。这两者,粒子的波函数和艾里图案,是由一个原因(粒子的波函数)和一个结果(艾里图案)联系起来的。薛定谔的2, ΨS(11)分别给出ψ和ψ s的解和量子力学空间解ψ ss,

图像(11)

图像(12)

图像(13)

图像(14)

其中A为最大振幅,asin (kΨx)为距离x处节点间的振幅,ω为该驻波的角频率。图。1。(红色实线)表示概率波函数Ψ的解ψ (12),

space-exploration-Probabilistic-wave-solution

图1:概率波解ψ(红色实线)及其2个分量,χ(灰色虚线)和φ(绿色点)。

图像(15)

这个概率波解ψ可以由两个分量分解。第一个,是时空中的波项,空间波χ (图。1。灰色虚线),(13)

图像(16)

第二个是包络概率密度函数φ (图。1。(14)的u函数的非归一化概率的绿虚线),如下所示:

图像(17)

这样,

图像(18)

实际上,波空间波χ(16),加权概率包络概率密度函数φ(17),得到概率波解ψ(18)。这种加权等价于空间波χ以一致的数学方式在包络概率密度函数φ和概率波解的上界ψ上投下阴影。

空间波χ (图。1。虚线灰色)具有恒定的振幅(最大I/I0=1)和阻尼周期。这是因为空间波的χ波长为λχ随着径向距离r的增加而增加一个增加。将(12)与阻尼振荡进行比较3.(19)。

图像(19)

其中γ是阻尼系数,振幅,α是相位,ω1与阻尼振荡有关。

显然,Schrödinger的波函数解Ψ年代(12)是相移的阻尼振荡。用等价指数代替逆函数包络概率密度函数φ4项(20),时间t随径向距离r变化年代给出(21),一个阻尼振荡的ψ。

图像(20)

图像(21)

包络概率密度函数φ项的逆(17)和指数(20)形式都相似。指数项(20)充其量是一个很好的近似值5但并不完美。因此,空间波χ和概率波解ψ都不是阻尼空间振荡。

然而,空间波χ和概率波解ψ都有阻尼的空间周期,由(16)确定。(16)表明,当θ为常数时,空间波χ为常数,即r一个到d一个是常数,

图像(22)

图像(23)

作为θ的函数,(22)证实了空间波χ不是时变驻波函数,kθ(wA/λ)π表示这些空间振荡的相移,时空扰动χ是粒子自身波函数的向外投影。由式(16)和式(22),式(24)证实包络概率密度函数φ是一个概率随粒子波长λ而减小的空间几何结构。

图像(24)

即越高能源粒子的空间波χ越小,粒子在这个更小的几何结构中的定位概率就越低。因此,空间波χ、包络概率密度函数φ以及概率波解ψ都是由所有粒子的共同机制推导出来的。

提出了粒子的概率波解ψ的形状p可以从它的空间波χp及其包络概率密度函数φp。假设这个粒子占据了一定的空间,沿着z轴往回推到粒子的中心,dA=0会得到,

图像(25)

在x轴和y轴上,给定x到粒子中心的距离,孔径wA=2x。给定kΨ(13),由(23)粒子的空间波χp是,

图像(26)

由(24)粒子的包络概率密度函数φp是,

图像(27)

由(16)粒子的概率波解ψp是,

图像(28)

粒子的概率波解ψp(28)解释艾里图案和干涉图案是如何产生的。粒子的包络概率密度函数φp最大概率振幅与其空间波是否是χp确定沿x轴和y轴的振荡。还要注意,粒子的空间波χp(26)不像干涉图χ(23)那样有周期阻尼。这肯定了后者(23)是前者(26)的投影。

由于(28)是不可积的,如果存在的话,逆向工程Schrödinger-type波函数将不容易。一个不可积的概率波解ψ(28)将与这个波函数是时空中的正交位移而不是运动的命题一致。

因此,沿z轴由(22),当θ→0

图像(29)

图像(30)

图像(31)

然而,θ→0

图像(32)

式(28)描述了粒子的波函数Ψpp在x轴和y轴,而z轴函数(32)是一个常数1。它表明,粒子沿z轴的波函数不是这个距离的函数,因此波函数与粒子的运动正交。粒子的强度形状在与运动正交的平面上是对称的圆锥状圆盘,但其物理形状是无限薄的圆盘。这个结构在任何速度v下都是一致的pp= c。

基本粒子可以被描述,Solomon [15],为伞形,由与运动矢量正交的波函数盘和概率盘组成。因此,一个基本粒子有5个部分,i)运动向量,ii)空间波χp圆盘(26),iii)概率包络概率密度函数φp圆盘(27),iv)结合形成概率波解ψp盘(28)和v)的投影概率波解ψ盘(18),导致衍射图案。所有其他性质(例如质量、电场和磁场)都被添加到这个结构中。这种伞形的效用在于,运动矢量指向原子核中心的“绕轨道运行”的电子不会产生同步辐射,因此,通过推断,当不产生同步辐射时,确实会产生光子发射。

用[1/(Kλr)] Sin(Kλr)求解Airy图案概率

本节的目标是求解艾里图样波函数ψ的取值范围p的存在。注意,点扩散函数(PSF),这里称为艾里模式,光子通过针孔投射到屏幕,是这种解构的基础。然而,这种类型的PSF的现代定义是一个仅用波函数表示的贝塞尔函数,因此不适合提出的解构。因此,回到艾里图波函数ψ的旧定义一个(33)及其对应的空间波χ一个(34),包络概率密度函数φ一个(35),给定针孔孔径w一个,销孔到筛孔的距离dA,销孔到筛孔的角位移θ,径向位置r一个在屏幕上,

图像(33)

图像(34)

图像(35)

其中,对于小θ,

图像(36)

对于径向路径,沿半径r的艾里图ψA (33)一个作为光子到达屏幕距离d的概率密度函数一个从w的销孔一个,为总概率密度Pψ一个的,

图像(37)

确定下界r艾尔

当r≠0时,r>0得到,

图像(38)

因为级数收敛得很快,kλ远小于1,并且数值测试(表1)所示,

可见光光谱(mm) kλ Pψ一个 rψ PψA / rψ
紫罗兰色的 400 5.09平台以及 1.07 e-02 1.07 e-02 1.00 e + 00
靛蓝 445 5.67平台以及 1.19 e-02 1.19 e-02 1.00 e + 00
蓝色的 475 6.05平台以及 1.27 e-02 1.27 e-02 1.00 e + 00
绿色 510 6.49平台以及 1.36 e-02 1.36 e-02 1.00 e + 00
黄色的 570 7.26平台以及 1.52 e-02 1.52 e-02 1.00 e + 00
橙色 590 7.51平台以及 1.58 e-02 1.58 e-02 1.00 e + 00
红色的 650 8.28平台以及 1.74 e-02 1.74 e-02 1.00 e + 00

表1:艾里图案概率rAL计算。

图像(39)

式中,(见附录D,推导rψ,关于如何ψ到达),

图像(40)

也就是说,r一个是下界r艾尔

图像(41)

来确定r的上限非盟

r一个= r艾尔r一个= r非盟给了,

图像(42)

因为级数收敛得很快,

图像(43)

r艾尔≈0。

图像(44)

因此,艾里模式概率P一个沿半径r一个

图像(45)

因为对于任意r值,最大概率必须是1一个,当r一个= r艾尔由式(45)可知,正弦函数的系数为1,

图像(46)

因此,

图像(47)

也就是说,

图像(48)

因此,艾里模式概率P一个沿半径r一个

图像(49)

因此,问题是,为什么r处没有黑点一个= r艾尔?这有两个原因,(i)在一定距离d一个这是可观测的,(ii)光子概率PN(θ,r)导致这个暗点被弄脏。

用[1/(kψr)] Sin(kψr)求解光子概率

光子的概率波函数ψP(50)可分解为空间波χP(51),包络概率密度函数φP(52)总概率密度PψPψP由于是从Airy Pattern衍生而来的,因此它的一些性质借鉴自[1/(k)的Airy Pattern概率的解法λr)罪(kλr).因此,首先需要确定的是kP。和rψP

图像(50)

图像(51)

图像(52)

确定r的下界聚氨酯

对于rP≥rPL,

图像(53)

因为这个级数收敛得很快PrP,假设式(39)仍然成立

图像(54)

总概率密度是PψP或者,

图像(55)

来确定r的上限聚氨酯

图像(56)

因为这个级数收敛得很快PrP,且假设式(39)仍然成立,则作为rPL≈0

图像(57)

因此,光子概率PP沿半径rP

图像(58)

因为对于任意r值,最大概率必须是1P,当rP= rPL由式(58)可知,正弦函数的系数为1,

图像(59)

因此,

图像(60)

也就是说,

图像(61)

由式58可知,当r为1时,最大概率为1的必要条件P= rPLsin函数也必须是1。因此,

图像(62)

或者,由式(12),

图像(63)

而且,

图像(64)

或者,

图像(65)

图像(66)

总概率密度DψP为径向概率密度PψP从0到2π弧度旋转。由(61)和(67),

图像(67)

图像(68)

也就是说,总光子概率密度PψP沿任意正交半径为常数2/π,总圆盘概率密度DψP也是常数4/π。

艾里图案概率

从概率控制的角度来看,有一些挑战需要解决。第一个挑战是,如何控制本土化概率?由式(35)可知,概率包络函数φ一个是光子频率ν和光子常数k的函数吗一个或者,

图像(69)

即概率包络函数φ一个是从轴角度θ的逆函数或给定针孔到不透明距离d一个正交半径r一个在不透明的屏幕上,

图像(70)

从(34)(71)

图像(73)

或者是空间波χ一个导致概率包络函数φA变化的振荡。在没有实验证据的情况下,很难正确地提出空间波χ一个可以改变。然而,对于如何进行这些实验,可以推断出一些方向。因为它是[15电磁波长λem,决定空间波χ一个波长λχ(或者相反),

图像(73)

因此,电磁场可以用来改变空间波χ一个因此,改变概率包络函数φ一个。把(69)写成光子的形式能源hν,

图像(74)

一个音符是光子能源增大,其波长减小,空间波χ减小(72)一个波长λχ。这使得规范化概率占用更小的空间。

另一种方法将从图。1。[15],表明峰值强度(红色实线)函数的上限为概率包络函数φ一个和空间波x一起振荡一个。假设场交换对称[1013]那么任何两个字段的存在都会导致第三个字段。

因此,由(74)峰值电场或磁场强度是由概率包络函数φ一个。简单来说,如果空间波x一个如果是平坦的,那么电场和磁场强度将(至少近似地)线性地依赖于包络函数φ一个。因此,根据场交换对称性,电场或磁场会改变概率,

(75)

kE和k分别是电场和磁场常数,√ε和√μ的效用-1将变得显而易见。

对于绕销孔轴旋转径向路径形成的艾里图,在相互作用场F处或在相互作用场F内,总空间概率分布之和必须为1不管这个场的形状如何。这个相互作用场F是根据具体情况而定的。它是艾里图案实验屏幕上的平面面积A(76)和三维化学反应空间体积V(77)。

图像(76)

图像(77)

在r一个是从0还是从孔径的传播轴,到径向距离r非盟在屏幕上。归一化概率PNA一个光子定位在圆盘上的径向坐标(θ,r)在屏幕上的距离d一个,使用概率波函数ψ(θ,r)Pψ一,则形式为,从(39),

图像(78)

在那里,

图像(79)

图像(80)

场交换对称借用自(http://mathworld.wolfram.com/)交换的数学定义,在某些条件下给出相同的结果与元素的顺序无关。例如加法、乘法、代数、图、一元和环是或可以是可交换的。因此,就场而言,场交换对称性被定义为正交场的互换性,当需要两个正交场来产生第三个正交场时,首先产生哪两个无关紧要,当所有必要的因素都存在时,产生的第三个场就是剩下的场。例如,一个运动(速度v)的电场E可以证明一个磁场B,同样地,运动(速度v)的磁场B可以证明一个电场E,而一个振荡的电磁场可以证明速度。因此,所选字段的顺序无关紧要,所有三个字段都将出现。因此,速度-电磁场的例子证明了自然界证明了场交换对称性。这种场交换对称性可以应用于其他关系。

(48),

图像(81)

因为,r艾尔≈0,

图像(82)

图像(83)

从(75)下r艾尔和上r非盟边界由,

图像(84)

下限r艾尔暗示强度不能达到无穷大。

图像(85)

(36)

图像(86)

也就是说,

•作为电场,振幅最大E一个增加,概率降低,光子不太可能被定位。用于光纤激光放大器,泵浦波长供给能源提高信号波长能源要进一步探索这一途径,还需要做很多工作。

•随着波长λ减小,概率减小,光子不太可能本地化,光子更多1http://www.feynmanlectures.caltech.edu/III_16.html有可能穿过不透明的屏幕的,或者更像粒子而不是波的。

为了确定kE,考虑沿任意半径r的总概率一个=1,假设kE是常数,

图像(87)

By (82), since r艾尔≈0,

图像

或者,

图像(89)

(41),

图像(90)

同样的,

图像(91)

因此,由(86),(90)可改写为,(附录A,数值模拟表),

通过(52),

图像(93)

同样的,

图像(94)

即定位形成艾里图案的概率为

•电子E的逆函数一个或磁性B一个场振幅。

•针孔宽度w比值的函数一个和屏幕d的距离一个

•不依赖于光子波长λ。

•令人惊讶的推论是,虽然光子的概率会因其电子E而改变一个磁B一个场强(93)和(94),光子能源EP=hν不是。因此,我们推断光子能源是由横波的非零电E一个磁B一个场的振幅,而不是它们的特定振幅。

•这就提出了一个问题,观测到的振荡是由于到达针孔的电磁波的相位和方向吗?这是一种非常可能的机制,可能是观测者用针孔改变观测结果的一个例子。为了探讨这一问题,首先要加入由于销孔而产生的外电场的影响。

解释艾里模式强度

为了回答为什么艾里图案强度是非线性的(38),而这个艾里图案上的光子概率是一个常数(93)和(94),本分析将光子解构为它的各个部分,振幅E一个和B一个和α相。

毕竟,针孔是一个大小为E的圆形电场H沿任何半径,由围绕销钉孔的材料的电子壳层形成。因此,由式(93),光子概率PEA在存在外部电场E的情况下H是,

图像(95)

要计算,在销孔存在外电场EH,光子α相到达改变概率P的方式NA,变化电场振幅EE设为EE这样,

图像(96)

相变概率Pα一用(95)给出单个光子的,(见附录A,数值模拟表),

图像

因此,从逻辑上讲,

•对销孔电场E的干扰最小H当相α=0°,sin(α)=0时发生。光子直接穿过销孔,就好像销孔不存在一样,因为它的电场为零。因此,r一个= r艾尔

•这表明与销孔的干扰越多,电场的相位越大。

•因此,可以提出α=90°,当挠度最大时,或r一个= r非盟图2).

•对于单色光子,艾里图上的径向偏转θ相对于α是单调的,

space-exploration-Photon-probability-projected-airy模式

图2:光子概率投射到空气图案上。

图像(98)

提出一个单调函数(99)来确定函数fαθ

图像(99)

当α=90时,径向位移上限r非盟关于艾里图案(图2),给

图像(100)

(101)

或者,

图像(102)

代回(99)求出r一个给了,

图像(103)

自r非盟> > d一个

图像(104)

而且,

图像(105)

或者,

图像(106)

或者,

图像(107)

也就是说,径向θ扩散完全是由于光子相位α到达,(97)是正确的相位改变概率Pα一一个单独的光子。(97)还解释了强度沿半径的非线性减小,即空间波χ的系数项一个(34)在艾里图样ψ中一个(33)。如果(107)可以通过实验验证,它可以通过使用单相光子(例如激光)显著减少光学仪器中的衍射,并且是一种通过相位滤波光子的手段。

艾里图案ψ一个(33)概率呈现振荡递减的趋势。控制α相到达表明概率因α相到达而改变,并证明为沿半径r的概率强度减小一个

就像电场E的振幅一样一个在销孔处影响径向位移θ,电场的振幅E一个会改变径向距离r处定位的概率吗一个。也就是说,如果光子沿着d构成的斜边运动一个和r一个,即光子的相位β一个到达的时候是需要确定的。周期数n一个沿着斜边是,

图像(108)

在针孔处加入光子的α相开始,即γ相一个沿着斜边是,

图像(109)

因此,相γ一个修正概率Pβ一当r时,余弦函数的强度是否最大一个=0,这一项必须在0到±1之间。

图像(110)

数值测试表明,(110)不是正确的行为,因为与艾里图案相比,这似乎是光子的随机打乱。对(110)的其他变体进行了测试,结果并不令人满意。这表明光子不沿着斜边运动,并且艾里图案ψ一个振荡是一种复杂得多的现象(图。3).

space-exploration-Airy-Disc-Probability

图3:艾里盘α和cos(α+β)的概率。

因为概率是光子电场的函数最大振幅E一个(95),根据§11中提出的实验,如果电场强度随着径向距离r而减弱会怎样一个?可能的稀释模型总概率是P吗α一在由r形成的圆盘上艾尔应该等于总概率P类风湿性关节炎在由r形成的圆盘上一个,因此,

图像(111)

或者,

图像(112)

这也不是大自然的运作方式。回顾式(33)认为只有位移r一个沿半径方向是很重要的。将(110)中的余弦项替换为沿半径的波长数,并考虑光子相位α,得到,

图像(113)

这使和非常适合(图。4),并表明艾里图ψ之间的任何差异一个(33)和相应的概率函数P类风湿性关节炎(113)是由于实验误差。比较(113)和(110)表明光子是正交定位的,不沿着斜边运动。注意到(113)和(110)中的β项,

space-exploration-Airy-Disc-Intensity-Probability

图4:艾里圆盘强度和概率。

图像(114)

或者,

图像(115)

其中nr在半径r处横跨艾里图案的波长λ的数量是多少一个, nw为销孔直径,以波长为单位,nd以波长表示到艾里图案的距离。然而,由式(89)可知,式(116)的几何形状表明rh是销孔前面的水平距离。

图像(116)

图像(117)

因此,波长的数目nh这个距离rh表示由宽度为w的销孔引入的第二相移一个,以致于

图像(118)

而且,

图像(119)

也就是说,光子相α在艾里图上引起了两次平移,

•偏离销孔轴的角度位移θ=α。

•销孔使β=n的(非整数部分)向前或向后移位h波长,相当于从针孔向前或向后移动的光子。

光子不沿斜边运动,而是沿半径r正交定位一个

•局部化保留了总相移α+β。

•艾里图案2因此可以用光子相位和光子波长来解释,并显著提高了实验11.2被证明是正确的可能性。

艾里图案应用

为了验证这一理论的有效性,本文提出了光子概率理论,并给出了一些实验测试和应用。

测试1:首先是折射率。因为EH是由于针孔的外部材料,人们可以提出最大的色散发生在rAU1和rAU2由于材料1和2,有电场EH1和EH2,波长λ1和λ2,分别为折射率n1,2。

由(36)和(84)可知,

图像(120)

对于相同的光子,频率为ν,速度为v1(=λ1ν)和v2(=λ2ν),给

图像(121)

这是折射率n的正确定义1、2,从而证实了这些艾里模式计算的有效性。测试1通过了。

测试2:第二个应用是确定电场振幅。因此,考虑比率R1、2(97),(107),(114)和(119),

图像(122)

图像(123)

由于三角函数有可测量的参数,这些参数可以替换为:

图像(124)

或者,

(125)

对于同样的介质,但是对于r的第二个环A1第四个环在r上A2

图像(126)

图像(127)

因此,可以通过一系列实验来确定最大电场振幅。关键在于测量比率R1、2足够准确。测试2,提出了一个新的可论证实验。

测试3:因此,第三个实验,给定一个光子源,是测量平均空间w一个分子之间,通过更换销孔宽度wA1在空气中,用薄片材料2测量分子之间的空间wA2,使得它的厚度<πnh(93)使它的行为像一个针孔。在(121)和(122)中,

(128)

假设在空气中EH1≈0,

图像(129)

从(116)和(120)中,

图像(130)

用已知参数求解得到平均wA2。测试3提出了一个新的可论证实验。

测试4:每(107)光子的相移从针孔到达是其正交位移从针孔传播轴的函数。测试4提出了一个新的可论证实验。

测试5:相移α=0°的单相光束(例如激光)应提供比常规漫射光更清晰的图像。测试5提出了一个新的可论证实验。

测试6:类似地,使用这个光子概率理论,有人建议可以通过使用外部电场E改变光子的概率分布来改进光子探测器H需要减小光子概率的上限半径r非盟来匹配探测器打开的半径。测试6提出了一个新的可论证实验。

边概率变换

已知概率波函数ψP(50)是不可积的,是概率波函数ψ的积分P(50)不收敛,因此问题是一个非收敛的物理过程如何产生收敛的艾里图案?假设光子的概率函数本质上类似于艾里模式,我们可以使用艾里模式部分地重建光子的概率函数。

我们可以回顾一下三角函数P的系数部分α一(97)类风湿性关节炎(115)。这些是光子概率的投影。前者是针孔改变的光子概率,后者是艾里图案屏幕上产生的相移光子概率。因此,剩下的是PEA(95)和PNA(93)。(95)为外电场中光子的概率,P为1NA(93)沿光子半径r是常数P,并且仍然是艾里模式设置参数的函数,因此不太好用。

图像(131)

因此,以艾里模式函数的形式为基础,给出了概率波函数ψ的解P(132),

图像(132)

图像(133)

图像(134)

图像(135)

图像(136)

图像(137)

图像(138)

(110)和(112)

(139)

也就是说,光子概率是其波长λ的平方根的函数。因此,真概率变换∇P,由销孔或光子上的任何边引起的概率是,(图。5

space-exploration-Particles-Function-versus-Radius

图5:粒子函数与半径。注意,添加了一些缩放来显示同一图形上的所有曲线。

图像(140)

或者,由(95)(117)(145)

图像(141)

光子概率应用

对式(139)的回顾表明,在自由空间中光子的概率是非常稳定的,因此是边变换∇巴勒斯坦权力机构(140)和(141)是必需的。考虑到(142),可以注意到电场分量可以以类似于(95)的方式改变,至少近似地改变,以引入外部电场EH变成光子概率(139)因此,

图像(142)

用光子电场的矢量形式E一个说明了当外场与光子平行或反平行时,外场的最大效应发生,因此,提出了一种通过光子的电场方向来过滤光子的方法。

因此,通过(142),当两个光子被某种过程束缚时,我们可以提出外部电场EH是另一个光子的吗,假设两个光子有相同的电场E一个

图像(143)

因此,一般来说,对于n界光子,

图像(144)

在绑定光子的集合中存在相移并且集合光子的概率缩小了√n倍。由此可见,边变换∇巴勒斯坦权力机构使光子概率发生相移并改变幅度,这是实验可验证的。此外,注意电介电常数ε的变化将引起相移和振幅的变化。最后,当光子波长λ经历多普勒和引力变换时,概率受到速度和加速度的影响。引力变换具有改变光子半径r的附加效应P

提出了实验

本文提出了4个新的实验光子学研究人员可以证实或推翻概率波函数ψP(132)和本文提出的概率控制假设。因为光子的基本结构由概率波函数ψ组成P(132),空间波χP(133),包络概率密度函数φP(134),可以提出空间波χ存在性的检验P子空间的性质。

测试改变概率函数

图6。。描述了一个可能的艾里图案实验来证明(142)。左边是一个常规的艾里图案实验。右边是相应的艾里图案实验,加上光子必须通过电场,电场线在垂直方向。(142)认为垂直方向的光子电场比水平方向的光子电场更受影响。在没有水平变形的情况下产生垂直变形。最终,只有实验才能证实或推翻这一论点(142),并提供在电场和/或磁场存在下发展概率变形的经验数据。注意,(153)提供了实验中所需的外场强度的一些指导。

space-exploration-Suggested-photon-probability-deformation

图6:在电场存在下的光子概率变形。

下一个挑战是导航光子。也就是说,如何控制本地化的位置。正如野战部队[1213]需要矢量和调制,这一挑战有两个部分,(i)矢量,控制定位的方向,(ii)调制,控制到定位的距离。式(142)表明,电场和磁场的空间梯度以及该梯度的方向可以作为矢量和调制实验的一种方法。这需要对子空间有更复杂的理解。这些挑战留给了未来的研究。

独立于质量的空间波粒子设计试验

这依赖于一个假设,即基于质量的和无质量的粒子都由相同的结构(132)、(133)和(134)组成,但系数不同。在双缝实验中,电子通过一个缝,光子通过另一个缝,两者都具有相似的德布罗意波长,会产生干涉图案吗?

检验空间波χp作为自我干扰的源头

一个空间波能χ吗P再生为两个新的空间波χPL和χ公关?在单光子双狭缝实验中,粒子的路径通常位于狭缝之间。相对于狭缝横向或横向移动这个位置,应该显示出由这种横向移动控制的相移干涉模式。所得到的干涉图样应受径向位移r的控制PL和r公关光子运动轴上的两条狭缝。还注意到,每(133),在各自的左边和右边的波长都会发生变化。

由于粒子的传播轴在两个狭缝之间,推论是粒子不会通过狭缝之间的阻挡,因为狭缝存在。双狭缝之间的光子势垒应该证实了这一点。因此,光子势垒被定义为阻止空间波χ形成的障碍PL和χ公关(而不是粒子的xP)在光子包络概率密度函数φ附近P(134)。

振幅A的测量P空间波χ的P

如果空间波xP有可测量的振幅aP,则可以采用双向双缝实验来测量该振幅。图7。展示了这样的结构。

space-exploration-Measuring-space-wave-amplitude

图7:测量空间波振幅AP

这个实验背后的原因是,只有当两个空间波χ时,才会出现波的干涉模式PL左边和x公关在右边,是相互接触的。LD乐动体育官网因此,从远处出发,作为距离d年代左右屏间距减小,当左右空间波χ时应出现艾里图案PL和χ公关振幅相一致。这个距离d年代涌现时,为空间波振幅AP

结论

本文提出了一种新的模型对于光子的波函数,以及这个波函数是如何在外部物体或边缘的存在下被修改/转换的。目的是提供研究方向,将促进新型光子收集和减少损失的技术。因此,提供了许多新的实验。由于概率是电场和磁场的函数,因此提出了一种使概率变形的机制。因此,概率是可以控制的。

1http://www.feynmanlectures.caltech.edu/III_16.html

2http://www.colorado.edu/physics/TZD/PageProofs1/TAYL07-203-247.I.pdf

3.http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/oscda.html

4即使指数项+1/u与-γ中的负号相比有一个正号,u函数是一个逆。

5回归拟合数据(1/u / exp+1/u),在屏幕距离、ds分别为0.10 m、0.25 m、0.50 m、0.75 m和1.00 m时,R2分别为99.944%、99.562%、98.131%、95.846%和92.959%。与精确的理论相比模型R2为99.9999%。这就是阻尼振荡模型当dA增加时失效。这就意味着不同模型在工作。

参考文献

全球科技峰会