Introduction to spatial entanglement in SPDC

 "One of the most remarkable features of quantum theory is entanglement, where quantum systems show nonlocal correlations between particles or photons that are impossible to explain using classical physics. Specifically, high-dimensional spatially entangled states can be generated using SPDC, and can be shaped using spatial light modulators..."


Check out my new blog post "Introduction to spatial entanglement in SPDC", that I wrote for Raicol Crystals.

https://raicol.com/introduction-to-spatial-entanglement-in-spdc

Let me know what you think, and if there are similar topics you would like me to write about :)

Comments

Post a Comment

Popular posts from this blog

מה אני חוקר – 3.1 – אופטיקה קוונטית: פוטון ולא חצי פוטון

Image
  בדומה לחלקים הקודמים, גם הפעם אתן רקע כללי על התחום של אופטיקה קוונטית וטעימות מעניינות ופשוטות יחסית, לפני שאצלול קצת יותר לעומק לדברים שקשורים ישירות למחקר שלי. הגדרה לא רעה לשאלה "מה זה אופטיקה קוונטית?" היא אוסף התופעות הקשורות לאור (אופטיקה) שאי אפשר להסביר באמצעות משוואות מקסוול הקלאסיות. הרבה מהתופעות הללו נובעות מכמה עקרונות בסיסיים. עיקרון אחד הוא שהשדה האלקטרו-מגנטי הוא מקוונטט. המשמעות היא בעצם שיש דבר כזה פוטון, שהוא קוונטה (מנה בדידה) של שדה חשמלי. לא יכול להיות שדה חשמלי עם אמפליטודה של "חצי פוטון". ניסוי מפורסם שרומז לכיוון זה הוא האפקט הפוטואלקטרי, שבזכות ההסבר שלו זכה איינשטיין בפרס הנובל. נתאר ניסוי נוסף ויותר פשוט שממחיש את הנקודה. נניח כי אנחנו מכניסים למפצל קרן ( beam splitter או בקיצור BS ) פוטון בודד, ויש ברשותנו גלאי יחיד. בהסתברות חצי הפוטון יעבור דרך מפצל הקרן ויגיע ליציאה מספר 2; ובהסתברות חצי הוא יוחזר, יצבור פאזה של i מההחזרה (ממש כמו עם גלים קלאסיים), ויגיע ליציאה 1 (ראו איור למטה). לא משנה באיזו יציאה נציב את הגלאי שלנו נקבל שח...
Read more

מה אני חוקר – 3.2 – ניסוי בהתאבכות קוונטית

Image
  בפוסט הקודם הראינו ניסוי שממחיש את העיקרון הקוונטי לפיו לא קיים "חצי פוטון". עיקרון קוונטי חשוב נוסף הוא עיקרון הסופר-פוזיציה, לפיו המציאות יכולה להימצא "בו זמנית" בכמה מצבים שונים, עם אמפליטודה שונה לכל מצב. כאשר מבצעים מדידה ההסתברות למדוד מצב מסוים הוא האמפליטודה של המצב בערך מוחלט בריבוע. נתאר כעת ניסוי בו אנחנו מכניסים למפצל קרן פוטון אחד לכל רגל (ראו איור למטה). קיימות ארבע אפשרויות. שתיים הן פשוטות: שהראשון יוחזר והשני יעבור, ואז שניהם יגיעו לגלאי הראשון, או שהראשון יעבור והשני יוחזר ואז שניהם יגיעו לגלאי השני, נקרא להם מצבים (2,0) ו(0,2). אבל קיימות שתי אפשרויות נוספות: ששני הפוטונים יוחזרו, או ששניהם יועברו. בשני המקרים התוצאה תהיה פוטון אחד בכל גלאי (1,1). נדגיש כי שני אלו מצבים *זהים* מבחינה קוונטית, וזוהי הדגמה גם של עיקרון החלקיקים הזהים הכללי יותר, ספציפית של בוזונים, אבל לא נתעכב על זה כאן. נאיבית, גם אם נקבל שהשדה הוא מקוונטט, נצפה שבחצי מהמקרים (2 מתוך 4) נמדוד קורלציה: שקיים פוטון בכל גלאי בו זמנית. קלאסית וודאי שאין בעיה שיהיה אור בו זמנית ב...
Read more

מה אני חוקר - חלק 1.1 - הקדמה

Image
  היי! אז חשבתי שיכול להיות נחמד לעשות סדרת פוסטים ולספר קצת על הדברים שאני חוקר, ושקורים באופן כללי סביב המעבדה שלנו ב Complex Photonics Lab . במשפט אחד אפשר לומר שאני חוקר (יחד עם פרויקטים נוספים במעבדה) אופטיקה קוונטית בחומרים לא מסודרים . בחומרים לא מסודרים / מורכבים ( complex media ) הכוונה היא לחומרים לא הומוגניים, כמו למשל זכוכית של חלון אמבטיה, דף נייר, או אטמוספירה עם טורבולנציה. כאשר קרן לייזר עוברת דרך תווך לא מסודר כמו למשל חלון אמבטיה היא מתפזרת, ואם נציב מצלמה בצד השני לא נראה כתם גאוסי יפה, אלא נראה תבנית Speckles , כמו באיור למטה. במעבדה אנחנו חוקרים למשל מה קורה לפוטונים שזורים שעוברים דרך חומרים לא מסודרים שכאלה, מה בתהליך דומה לעולם הקלאסי, ומה שונה ממנו. אבל בפוסטים הקרובים לא נדבר על קוונטים, אלא נתחיל מאור קלאסי :) ההנחה הרגילה שלנו בעולם הזה של Complex media הוא שאמנם התהליך הפיזיקלי המדויק שקורה בתוך החומר המורכב יכול להיות מאוד מסובך לתיאור, אבל בסופו של דבר התהליך הוא ליניארי . אם נכפיל פי שניים את עצמת הלייזר – תבנית ה Speckles תיוותר זהה ורק תתחז...
Read more