光子の量子状態

質問

「直線偏光が45°だけ傾いて　／　の向きの光だけを通す時、光子の状態は1/√2|H>+1/√2|V>とし、右回りの円偏光の光子状態は1/√2|H>+i/√2|V>と表すとする。|H>は水平成分、|V>は垂直成分の状態である。」

のような記述が授業中のスライドでありました。しかしメモをし終える前に次のスライドへ行ってしまった為にどこか間違っているかもしれません。
その上で疑問があるのですが、光が右回り円偏光している状態を|R>とすると、なぜ|R>＝1/√2|H>+i/√2|V>に虚数iが現れるのでしょうか。直線偏光状態には虚数iがないのに円偏光ではiが付き、それが|V>に付く理由がよく分かりません。
またフォトンバンチングの章ではビームスプリッター等で光の透過や反射を考える時に、i√R|1>+√T|1>のように反射する状態の方にだけiが付いてます。(Rは反射率、Tは透過率)この理由も教えて欲しいです。

どなたかお願いします。

回答No.1

eatern27 · ベストアンサー

きちんと証明をするのなら|H>と|V>の位相の定義する必要があるのですが、
古典的な理解でもいいのなら、ある成分(水平成分)がcos(ωt)で振動しているとした時に、垂直成分がsin(ωt)で振動しているのが円偏光です。つまり、位相がπ/2だけずらしてやった(片方だけi倍したもの)ものが円偏光に対応している訳ですね。

お礼

なるほど。そしてオイラーの公式より係数のiが掛かってるんですね。
有難うございました。