传统上,对光子纠缠的理解和操控主要通过其内在属性,如偏振(与自旋角动量相关)和空间分布(与轨道角动量相关)来实现。然而,一项发表在《自然》杂志上题为“近场光子总角动量纠缠”(Near-field photon entanglement in total angular momentum)的突破性研究揭示了一种新的量子纠缠形式,这种纠缠源于近场区域(特别是在纳米光子系统中)中光子的总角动量(TAM)。这一发现不仅加深了我们对纳米尺度光与物质相互作用的基本理解,也为开发高度小型化和集成化的量子器件铺平了道路。

在傍轴光学领域,对光子角动量的传统理解涉及两个可分离的组成部分。自旋角动量(SAM)是与光的圆偏振相关的内在属性,每个光子沿其传播方向携带+ħ或-ħ的SAM。这种二元性使其成为编码量子比特的天然选择。另一方面,轨道角动量(OAM)与光束的螺旋相位结构相关,允许光子携带 ħ 的整数倍的 OAM。这为编码更高维度的量子数字(qudit)提供了可能性,从而可能提高量子系统的信息容量和鲁棒性。在远场区域,SAM 和 OAM 保持独立且可控,因此可以很容易地在两个光子的 SAM 之间、两个光子的 OAM 之间,甚至在单个光子的 SAM 和 OAM 之间诱导出纠缠。这些形式的纠缠已被广泛研究并应用于各种量子协议中。
然而,当我们进入纳米光子学的领域时,光学的图景会发生巨大的变化。在纳米光子学中,光被限制在与波长相当或更小的尺寸内。在这些高度受限的空间中,尤其是在近场区域——非常靠近纳米结构材料表面的区域——SAM 和 OAM 传统的独立性被打破了。强烈的空间限制以及光与纳米结构的复杂相互作用导致自旋和轨道自由度变得密不可分。因此,在这样的系统中,SAM 或 OAM 都不能单独作为描述光子状态的良好量子数。相反,总角动量(TAM),即自旋角动量和轨道角动量的矢量和,成为基本的守恒量和描述纳米环境中光子角动量状态的适当描述符。
为了在近场尺度下探索TAM纠缠,研究者采用了先进的纳米加工技术。通过设计纳米天线、等离激元波导、超构材料等纳米光子结构,科学家能够同时操控SAM和OAM。这些结构通过强耦合机制促进两者的相互作用,从而形成TAM纠缠态。
近场实验依赖于高灵敏度的探测方法,如近场扫描光学显微镜(NSOM),可在纳米尺度上解析电磁场的空间结构。此外,干涉测量和二光子关联测量技术被用于验证纠缠的存在。通过对TAM态进行投影和统计分析,实验者能确认非经典相关性的确存在于这些近场光子之间。
此次关于TAM近场纠缠的研究带来了若干重要成果:
首次实现TAM纠缠:实验验证了在近场区域,光子不仅可以通过SAM或OAM发生纠缠,更重要的是其总角动量状态也可以表现出纠缠行为,打破了传统角动量处理方式的局限。
纳米尺度的精准控制:研究证明,在极小尺度上可以对光子的量子态实现精确操控。这种微型化的量子控制方式为集成量子光子器件提供了重要支撑。
纠缠的鲁棒性:尽管近场环境更易受干扰,但此次实验中观测到的TAM纠缠状态表现出良好的稳定性和鲁棒性,为其在实际量子技术中的应用提供了保障。
这一发现对基础科学和技术应用都具有深远的意义。从基础科学的角度来看,它加深了我们对角动量(光的基本属性)在高度受限环境中的行为的理解。它突出了近场中自旋和轨道自由度之间复杂的相互作用,并强调了在纳米光子系统中将 TAM 视为主要量子数的重要性。这种新的纠缠形式也为探索新的量子现象和在以前无法触及的领域检验量子力学的边界开辟了道路。
在技术方面,近场光子总角动量纠缠的观察为片上量子信息处理的进步带来了巨大的希望。在纳米尺度器件内生成和操控纠缠光子的能力对于实现集成量子电路至关重要。将 TAM 用作量子信息编码的属性具有若干潜在优势。例如,近场中自旋角动量和轨道角动量之间的内在耦合可能导致新型的量子门和操作,而这些操作在远场中通过单独的 SAM 或 OAM 编码是难以实现的。此外,纳米光子系统的微型化潜力可能导致用于通信、计算和传感的高度紧凑和节能的量子器件。
光子论和相对论都是谬论!目前对粒子的加速手段都是靠电场或者磁场还有万有引力,而电磁场及引力的速度就等于光速,所以目前任何物质都不可能加速到光速,因为接近光速时电磁场对其作用力就按指数级变小了!这类似于异步电动机,在没有外力作用下旋转磁场永远都不能把转子加速到同步速度,因为当转子转速越接近旋转磁场速度时,旋转磁场对转子的作用力就越小。电磁场对粒子的加速也是同样道理。并非是其质量增加了,而是电磁场对其的作用力变小了!回旋加速器加速粒子时粒子速度接近光速时磁场对其的约束力变小也是这个道理,并非是其质量增加了,而是带电粒子在高速运动时同时会产生磁场,当磁场到达一定的强度就会出现磁饱和现象,这时回旋加速器对带电粒子的约束力就会迅速变小,从而产生类似于带电粒子质量增加的假象。所以所谓的能量能转变成质量的质能方程就是谬论。
戴生
第一页内容: 光的电磁感应原理解释光电效应的详细解释:前面说了光是由电子的振动产生的电磁波。我们首先说一下电磁感应原理,当线圈中的磁通量发生变化时线圈会产生感生电动势其大小与通过线圈中的磁通变化率成正比。公式为E = -dΦ/dt 其中,E表示感应电动势的大小,Φ表示磁通量,t表示时间,d表示微分符号,dt表示时间的微小变化量。日常生活中的变压器、交流电动机、电磁炉甚至微波炉等都是利用电磁感应原理来工作的。现在说一下我们日常使用的无线通讯工具也是用电磁感应原理来工作的。首先无线电信号发射器是由一个信号振荡器产生一定频率的主频振荡信号,然后将要发出的信息用调频或调幅的方式加载到振荡信号上,然后用天线将振荡电磁波发射出去。无线接收器则是采用调谐器将接收器的谐振器的频率调到与发射器的振荡频率一样利用电磁谐振原理使无线电波与谐振器发生共振从而高效的接收对应的无线电波信号,这种接收无线信号的原理本质上就是电磁感应原理!下接笫二页:
戴生
接第一页: 这种无线电波的强度即每个波包的磁通量变化率主要由振荡线圈的电流大小决定,电磁波的能量大小主要是由每个波包的磁通量的变化率决定的,并不是机械波意义上那种由振幅来决定波的能量大小,电磁波的空间振幅是由它的频率决定的,频率越高空间振幅越小,而表征能量大小的磁通量变化率则由振荡线圈的电流变化率决定,振荡线圈电流变化率越大电磁波包的磁通量变化率越大波包的能量就越大。前面说过光是由电子振动产生的电磁波,由于电子的电量是一定的,电子振动一周的电流与其振动频率成正比,公I=Q/t 电流强度是指每秒钟通过导体的电荷量。同理电子振动产生的电磁波包磁通量的变化率与其振动电流成正比,而电子的振动电流与其振动频率成正比,因为电子振动频率越高单位时间内的电流越大。据此理论,光电效应就相当于是一个无线电信号接收器。
ab3721a
天地人都是不均匀变化的电磁场,人之间有引力和斥力,二都相互依存和转换。天、地、物都是如此。 作用(付出、因)与反作用(回报、果),做好(强)自己。物理说实验、文献报告, 天地人都是变化不均匀的电磁场,只是大小而异。 万有力与电磁力的统一是:物体(粒子、星球)之间不但有引力还有斥力,二者相互依存、相互转换,都是电磁力,质量也跟随变化。中子、原子是带电的,物体是带电的。物体内外都有变化的电参数,还有变化的机械参数。能解释太多的现象,包括人类社会现象。宇宙、地球、动植物是个大化工厂。 黑洞是一台非常大的水泵(风机) 真空有电流 时间是事物变化过程! 光内外同样有引斥力及转作用 有作用力就有反作用力,是基本平衡的,多善出少入积德。宇宙有平衡法则 从黑洞到量子,再到人都会纠缠,光子内外也有引斥力。
戴生
到目前为止人类连光的本质属性都没搞清楚更不要说控制单个光脉冲了!我的理论是根据电磁波原理(振荡电流产生电磁波)推导出光波是由单个电子振动产生的电磁波,一个电子振动一次产生一个光脉冲,一群电子振动产生一群光脉冲。所谓单光子目前人类还无法做到,因为人类到目前为止连控制一个原子都做不到更不要说控制一个电子。所谓探测,目前的探测手段也只探测一群光波,因为目前所有的感光材料都要有一定量的光波作用才能体现出来。所谓的单光子双缝干涉实验实际上是一群光波在起作用,只是要达到一定的量才能在屏幕上显示出来。如果还原光的电磁波属性,用光的电磁感应原理解释光电效应,解释黑体辐射(在光的电磁感应原理解释光电效应实验时说的光波作用于电子电子获得的能量就是一份份的,在效果上是不连续的)也就是说光的电磁感应原理也能解释黑体辐射实验。再有就是解释康普顿效应,是光激光辐射引起的,我认为光通过透明体是光激辐射也就是入射光激发透明体的电子引起透明体物质的电子共振再发射出光波,晶体里的电子振动频率受晶体原子势能的影响,不同角度的晶格电子受激后振荡频率不一样引起康普顿实验结果。声波通过空气或固体物传播的原理也是一样的。
戴生
光的电磁波理论遇到最大的难题就是解释光电效应实验。我已经成功地用电磁感应原理完美地解释了光电效应实验。而且还完美地解释了假设的光子撞击电子为什么电子的逸出方与入射光方向无关的问题。而用偏振光做光电效应实验却对逸出电子的逸出方向相关!而且还能解释少量逸出电子的能量与入射光的能量成倍增加。而这些把光假设成粒子是无法解释光电效应的这些实验结果的。唯有用电磁感应原理来解释光电效应实验才能完美地解释这些实验结果。既然不存在“光量子”何来的量子通信?如果真的存在量子纠缠,那么用电子纠缠来做量子通信是最容易实现的。先制备一对纠缠态的电子把其中一个电子用导体移动到另一端(可以是1米或几万K米),然后测量其中一个电子的状态另一个电子的状态就确定了,这样就可以做出真正的量子通信了!而不是用激光来骗人了。目前世界上根本就没有人能做出真正的纠缠态电子对,所以只能用偏振光的交织说成是什么光子纠缠来骗人其实本质上还是激光通信。
信任自然可求真
⭕️粒子对撞机能创造新物质吗?不!!只能产生一些破碎(质量亏损)。核能化石能太阳能都是释放光子/电磁粒子, photon energy and photon behavior discussions,物质包括光子本质是带电质量体服从牛顿力学。正负光子(中微子)是电子质子撞击的破碎,强大电斥力(10^36倍引力)发射碎块到达零电势区获得真空光速,强大电磁力平衡是光子间距/波长稳定的关键。光子几乎惯性直线飞行,在原子内部宽广空间有引力加速轨道运动或逃逸折射或撞击,有斥力场散射反射。电子质子不易获得高速,原子惯性飞行穿透材料条件差太多。中子大冲量撞击原子核是产生破碎光子(核能)的关键,电子撞核/质子撞轨道电子,冲量都太小。……加速器驱动的次临界核能可获得无穷能源,且不受现有裂变材料的局限。⭕️热量温度是光子辐射(热质说),高温体辐射更多光子吸收低温体辐射的更少光子,热量传递只能由高温体到低温体(熵增是数学,原子获得光子动能相对运动带来生命生机不是绝望)。高温体辐射更多动能光子,当然微观运动更剧烈(热动说)。无光子辐射是绝对零度/可怕,宇宙背景辐射超过且接近绝对零度,获得绝对零度极难。
戴生
接第二页: 光电波照到光电效应的金属材料上时,材料上的电子就会受到光电波的电磁感应从而获得相应的电动势(能量)。这种电磁感应在真空状态下几乎是无损耗的。我们日常使用的变压器其实它的电磁感应效率也是很高的,只是它存在铁损和铜损。其实专家们也知光波和电子是存在本质的区别的,首先光波符合所有波的特性:折射、衍射、干涉、反射等还有一个重要的属性就是不用任何加速器一经产生即达光速。这个属性包括机械波也是一样。而电子等实物粒子除了所谓的电子双缝干涉实验表面上看具有干涉性,实际就是衍生物而已 。波最关健的1个属性就是一经产生就能达到属于性其自身本质属性的固有速度。电子和其它实物粒子是没有这个波的基本属性的。实物粒子的速度是需要加速器来加速的,一但停止加速它们的速度很快就会衰减。而很多专家为了证明光具有波粒两象性,拼命去实验验证光具有质量,波粒两象性理论已经出来上百年了直到现在也还没有人能证明光具有质量。最后只能搞出来1个更加荒谬的光没有静止质量,只有动质量的质能方程。
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❌以太的小胆太小了???以太是波动学派的(根基)托辞遮羞布,悖论斯坦干脆厚脸皮直接骗,让波搞独立单干/和物质质量说拜拜,来个二象性指鹿为马,无源场也用上!再诠释诠释,高速低速搞区别对待,宏观微观弄成不同,质量尺寸时间都弄成可以变,能量搞成数学能量,,,还不行?绝对时空也不要了,相对运动搞成残废/让光绝对运动,相对时空更美妙可惜惯性系不同意。又不行了??什么能难住骗子呢?换个假说继续骗,搞广义的,把空间也搞弯,轨道电子不干就不管它了,物质相互力也弄点鬼,,,,用假说无中生有(🍎哈哈,我说有鬼谁能证无?)号称证明全称命题,脸厚怕啥?悖论同样不是事儿!坚决把大胆假说革命进行彻底/1955/game over? ❌❌悖论斯坦,悖论潘多拉,终身搞骗祸害人类科学。一个终身肮脏的灵魂。他疯狂胡编不是凑数骗人是想干啥??
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@@戴生,🍎你说电子振动产生电磁波?电子数量无穷多,大家都在振动,你的无源磁场服从哪个电子振动呢?频率波长无穷多?能量无限叠加?是你亲自指挥吗?水波/场/运动都是能量叠加的,你能让红光叠加成紫外光吗?水波/水声“不能直线传播”向所有方向传播,你的电子振动电磁波是如何搞成光粒子(初速+惯性)直线传播的??电子振动的动能来自何处?电子动能被无限消耗 ,它们都会熄火静止吗?……天体都在运动,它们的运动电子无穷多,会消耗消灭天体运动吗?所有惯性运动也完蛋了?波长如何决定能量和场强?❌瞎编电磁感应::外磁场做功驱动材料(等离子体)内部带电粒子的重新分布(电磁力是重力的10^36倍以上)就是所谓的感应。磁铁在理想真空运动会做功吗?自旋电子磁场也不是变化电场感应磁场。理论研究的底线是不能创造假说,❌瞎编说圆是真理吗?知道什么是真理吗?
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❌电磁波理论是数学当物理,隐藏有电磁以太和无源场假说,是不靠谱的经验公式。两朵乌云与光电效应,都是对电磁理论的有效证伪,必须抛弃(理论都是预测未来的全称命题,一个证伪足可否定)。依靠电磁理论,紫外灾难和其它荒唐结果,都是必然。……黑体辐射是轨道光粒子受激释放/激光,原子光谱对应各自“温度”,黑体辐射峰值波长对应原子数量最多,紫外谱段数量很少,不奇怪。骗子悖论斯坦,不能拯救电磁以太,也不接受有效证伪,瞎搞成荒唐无源场,粒子搞成虚幻量子鬼,搞成波穿越真空,搞成波直线传播,搞成物质是运动(波),搞成运动是物质,,,都是笑话。 ⭕️⭕️所有物质包括光子100%是带电质量体(不变现象/本质),电子质子结合成中子,正负光子结合成中微子。……不显电性的中子和中微子,穿透材料/等离子体/微观电磁结构的能力强大,中微子极其微小,必然是穿透物质材料的惯性运动冠军。电子质子光子都带电,穿透力当然不行。——物体材料边缘亚原子尺度正负电场密集分布,带电光子电子受引力或斥力作用,分裂成双缝干涉条纹,边缘衍射条纹,都是必然。以干涉衍射现象否定光是粒子又去解释电子干涉衍射,瞎编电磁波,是逻辑错乱丧心病狂。
信任自然可求真
❌解释光电效应是个笑话。物理机制根本没有涉及,对光谱特性,对光电子能量分布,对偏振和温度影响等都不能解释。半知乱解是坏蛋/不如笨蛋。光电效应是通往微观世界的金光大道,胡编假说(电子能级)是毒药祸害,掩埋了科学真理之路,贩卖自然因果律骗术!❌光速不变假说是高超骗术!光速可测量,测量速度必需参考系,参考系移动/改变了,光速测量结果不变吗?笑死人了。相对速度真理哪有例外?光反射驱动光帆是光速不变?多普勒效应和红移是光速不变?光子进入黑洞引力场光速不变?光子穿越太空的引力偏折是光速不变吗?⭕️迈克尔逊-莫雷实验::证伪了麦克斯韦的电磁以太假说/电磁波学说,有质量的光子惯性运动,一点也不奇怪。光子对实验装置相对速度基本不变,两路速度差极小,地球重力对光速影响太小10^-16,也测不到,近似为惯性系。⭕️1887赫兹电磁波实验,激励源是电火花,感应接收也是电火花,显然是光子动能传播与光电效应(电子发现晚于赫兹实验),用了电磁波(假说)来解释而已,任何号称实验证明理论都是骗术。光速常数c或引力常数G有变化不奇怪。量子不确定性原理如何解释光速不变这种无限的确定性?
戴生
用的全是电磁波的特性却非要把光说成是粒子(光子)!这些所谓突破不知是何意义?
戴生
光的本质属性就是电磁波!没有粒子性!用光的电磁感应原理能完美地解释光电效应实验。根据本人用光波的电磁感应原理解释光电效应实验可以推导出用偏振光做光电效应实验会对逸出电子方向产生影响,逸出电子的方向与入射光波包的切线方向相同,而实验证明推论完全正确!光的电磁感应原理导论1:光的波包的磁通变化率与光的频率成正比,所以光的波泡对电子的感应能力与光的频率成正比!与实验结果相符。而光子论的假设是无法解释逸出电子方向与入射光方向无关的实验事实,而且逸出电子方向可以与入射光方向相反,爱因斯坦的光子论假设是光子撞击电子产生光电效应的,按此推论逸出电子方向应该与入射光同向,而实验事实却是与入射光方向无关反而与偏振光的偏振方向有关。所有实验证明用光波包电磁感应原理解释光电效应实验才是正确的光子论是错误的,波粒两象性更是谎谬!所谓的电子双缝干涉实验我认为是电子撞击双缝产生的衍生物,我们可以用不同材质的金属材料来做双缝中间隔栅两侧也用不同的金属看还能不能产生双缝干涉现象就知道。最简单的原因光的双缝干涉实验是不怕观察的,为什么电子双缝干涉怕观察?那是因为光的双缝干涉是真正的双缝干涉电子双缝干涉是假的双缝干涉。
小老虎
看来我的科学素养有提高,一看标题近场,就觉得与量子计算有关
信任自然可求真
不知为不知!❌跟屁虫名利科学院,培养大批孔乙己,看不起牛顿辩证归纳/实践出真知/短衣帮,更爱假说诠释相对论之乎者也/长衫子,举人自居指桑骂槐/骂“民科”(人民是实践和不知为不知/反对伪科学),狗咬狗咬人污蔑人民!假说“天鹅是黑的”,找到黑天鹅,写论文发顶刊号称证明!假说科学不算假/读书人偷书不算偷,伟大突破物理革命!❌瞎搞高低速不同,宏微观差异,测光速不要参考系,时空相对皆放羊,光粒子无质量,二象性,数学量子鬼,祸害绝对真理,空间弯曲挤脑袋,相互作用不同时,运动是物质,不确定当科学,纠缠宇宙唯一女朋友,波论场论数学冒充物理/追不上芝诺乌龟,,,诠释应用,黑天鹅不确定对称性有巨大贡献……有人打了一个很响的臭屁,比蝴蝶效应还要猛,果然下雨了,臭屁应用十分广泛。诠释一切,万能骗术!水流万变是表象真实,水往低处流不变现象是真理/知道。⭕️三次工业革命,演绎卫星运动,研制蒸汽机和汽车,电力电信导体电子运动,半导体电子运动,,,只能用牛顿力学(必要充分真实之真理),弯曲空间木法搞,量子鬼学也没用。假说求雨理论有应用,有时比天气预报精度更高,是搞骗!崇洋媚外假大空祸害子孙祸害国家沾沾自喜?