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我们的 双缝干涉,单光子时间 “已经成为经典的基本量子悖论”在单光子探测和实验示范。我们的新的脉冲计数?/strong>/间隔定时器单兂/strong>9/p>
到计数器/定时器单元,旨在发现即使是低层次的模拟脉冲以上的噪声背景下站立起来,建立一个电子鉴别。大?0毫伏到几伏特的范围内可连续调节和线性鉴别的阈值水平。监视器的输出为输入脉冲正是满足鉴别的阈值标准的视图。图1所示的鉴别器的行动、strong>图、/strong>1:示波器获得10 ns /格上跟踪的痕迹:模拟输入鉴别; 下跟踪:监视器输出脉冲鉴别。设置的‛/strong>范围较低跟踪事件进行触发+/strong>所以上跟踪显示所有但只这已激活鉴?/strong> 鉴别器的输出是一组标准化的脉冲,其中每个PMT脉冲会议产生的脉冱/strong>的电子标准。但是时间发生的这些事件应该服从泊松过程的法?他们预期发生互不相关,并在随机的时间,但仍然在一些平均汇率?***的任何计数器测量的平坆/em>计数率的研究单光子事件。但是,对于学习计数率的波动,因此随机事件的统计特性,是需要很长的一系列这样的计数。例如,假设我们正在计数的光子到达中央条纹的干涉图案的顶部的两个狭缝的装置被设置为监视的强度。如果我们调整光源强?em>平均?000每秒计数率,我们会找到什么,如果我们做很多重夌em>个别测量?答案是如图所示?,这是一个散点图的脉冲计??200连续试验、strong>图、/strong>2:在1秒闸门时间检测到的光子事件数的散点图+/strong>观察数的函数绘制+/strong>1200连续观察
统计数据显示波动的平均值,1086计数/秒和学生可以从我们的新的计数器处理的数据文件来研究这些波动。他们应该探讨的问题包括9/p>
但是,如果脉冲和它的**个继任者,之间皃strong>时间间隔
重复测量+em>个别值将导致?什么值的分布将导致重复这种测量系列?你知不知道,这些值将有什乇strong>直方国/em>>/p>我们的新的计数器/定时器可被配置来衡量这样一个时间间隔,如此反复做,并将结果写入到一个文件中,很容易给人一种(说)5000的时间间隔测量样本。在这样的样本中,我们发现(例如)近1000次的时间间隔?-200s范围。所?000测得的时间间隔的直方图示于图。(4(strong>图、/strong>4 5000测量一个光子事件和它的**个继任者之间的时间间隔分布的直方图显示:半对数图,横轴以微科/strong>
直方图是不是高斯,但指数字符。暗示这种分布的平均间隔?.910毫秒,比预期?.921毫秒的平均计数率从图?。但是,直方图不有一个峰,该值,事实上,?短的时间间隔?有可能的、/p>
还请注意,在何种程度上的分布相匹配的预期指数是一个随机事件的假设测试:光子探测任何周期性事件,或在他们的到来,任何相关性将直接显示在这个情节、/p>
还有许多其他来源的电子事件,一些高度(但不完全)定期,其他近(或全部)随机,和所有的人易患统计研究。你可能会认为一个相?*的时钟,或盖革计数器,此类事件的来源。这样的统计研究的先决条件,是一个大样本的数据,我们现在已经取得容易,简单,尽可能获得。我们重视我们新的计数器/定时器操作的透明度,确保数据(例如),可以采叕em>手工?*模式的理解是怎么回事。我们确信学生做**采取手动设置?*个(小)的数据,让他们明白的列表数据和直方图来自介于抽象和聚合的过程中、/p>
返回到双缝实验,我们希望学生能够看到光子事件,他们正在检测,无论是在干扰**?小,仍然显示所有的统计特性,是随机的,互不相关的事件的预期,但但发生在一个明确的平均率。邀请更深入探讨的基本量子谜、/p>
Introduction
TeachSpin’s Two-Slit Interference One Photon at a Time has become a classic demonstration of the ‘essential quantum paradox and an experiment in single-photon detection. Now we’ve improved its electronics with a new Pulse Counter/Interval Timer unit which makes possible a whole new set of investigations in the statistics of random-event processes.
Our NEW Pulse Counter/Interval Timer unit will:
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