光子の位置は知ることができないですか?

質問

真空中で光子の速度は光速で一定である。(光速度不変の原理)
粒子のある相補的変数として知られる一対の物理的性質（例えば位置 x と運動量 p）を同時に知ることができる精度の根本的限界がある。(不確定性原理)

光子の速度はあらかじめ知られて光速なので、
光子の位置は知ることができないですか?

回答No.3

okey-dokey_love · ベストアンサー

光子は存在しません。

お礼

そうか!!うかつ!盲点だった。説明のためのでっち上げで光子は
存在しないのかもしれないな。質問が無意味かもしれんな。
http://k-hiura.cocolog-nifty.com/blog/2010/12/post-d23b.html

補足

勉強してみることにする。米谷先生の人柄がやさしそうでいい。
放送大学オープンコースウェアに入門することにする。
光速度不変の原理はこっち。http://ocw.ouj.ac.jp/tv/1562754/
不確定性原理はこっち。http://ocw.ouj.ac.jp/tv/1562681/

回答No.2

catpow

>>光子の速度はあらかじめ知られて光速なので、
光子の位置は知ることができないですか?

「光の速度」という場合は、光子の集合体というか束を測定していると思います。わりとマクロの世界な話です。
でも、「光子の位置」と言った場合は、量子力学的な世界の話。１つの光子に着目する、すごくミクロな話になりますね。
これは同列に語ることはできません。

また、初期の不確定性原理は、測定装置・測定精度の話でした。
例えば、電子の位置を知りたいとき、測定のためには、なにかを電子にぶつける必要がある。
そうすると電子の位置や速度が変わってしまう。
だから、位置と速度の両方を同時に、高精度で知ることはできない。

この考え方はアインシュタインも納得していたようです。

が、その後の不確定性原理は、いくら測定装置を改善しても、測定精度を上げることは、原理的にできないという考え方になったようです。
これには、アインシュタインは大反発したみたいです。
「神はサイコロを振らない」という考えのアインシュタインにとって、許しがたい理論だったのでしょう。

いずれにしても、量子力学は、まだ完全とはいえない理論だと思っています。
今後の発展に期待したいところですね。

お礼

光子がスクリーンにぶつかってここにあったよって結果が出るの
が事実。でも、どこにもぶつからずに、通り抜けてずーっと飛ん
でっちゃうって結果になるんちゃうかなぁ。そうすれば、光速の
はず、そんで、位置が決まらんぞってそういう感じに光速度不変
も不確定性もみたすかなぁ。

とりあえず、下記のうち、1つ以上複数個が正しいので、光子の
位置は決まらないってことみたい。
0.位置を表すx-y-z空間が曲がっているから。
1.わりとマクロの世界の話(光子の集合体というか束)と、すご
　くミクロな話(光子1個)を同列に語れないから。
2.不確定性原理は運動量についてで、速度についてではないか
　ら。
　http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q1333820348
3.電子の2重スリット実験みたいに、光子も自分自身と干渉す
　るから。
　http://www.th.phys.titech.ac.jp/~muto/lectures/QMI09/QMI09_chap02.pdf
4.光電効果。光子が無くなっちゃって、電子がはじき出されるから
　位置もなくなっちゃいそう。
　http://www.phys.u-ryukyu.ac.jp/WYP2005/koudenpamph.html
　すごくミクロな話
　　5.測定を媒介するためのぶつける何かが位置や速度を変えるから。
　　　電子についてそうだから、光子についてもそうだろう。
　　　速度が光速で不変だとすると、速度が変わるとまずそう。
　　　光子に質量が無いので、何かぶつかると、運動量保存とエ
　　　ネルギー保存で連立して解けないな。
　　6.精度が上げられないから。
　　　速度が測れないから、確認できなさそう。
　　7.粒子でなくて、波なので、波長一個分の範囲に光子が広が
　　　ってるから。
　　　http://wired.jp/2015/03/28/visualize-light-wave/
　　8.回折するから。
　　　http://4physics.sitemix.jp/archives/122
　　9.ある範囲に確率的に実在するから。
　　　光子の局在化問題。16ページ
　　　http://www.sceng.kochi-tech.ac.jp/koban/quatuo/lib/exe/fetch.php?media=2012:tanimura.pdf

回答No.1

maiko0333

位置を表すx-y-z空間が曲がっているという説ですよね。
位置は知ることができませんね。（空間の曲がりを計算すれば可能でしょう）

お礼

位置を表すx-y-z空間が曲がっているという説!そういうもの
もあるのか。

http://gakuen.gifu-net.ed.jp/~contents/museum/kyokumen/page112_5.html
ーーーー引用しますーーーー
　３次元空間に住む私たちから見ると、上の経路は明らかに
　曲がって見えますが、２次元空間に住んでいる住人からみ
　ると、これが「まっすぐ」なのです。
　この光は、曲がっていなければ遮られて通過しない位置に
　ありますが、窪みの曲がりに沿って、「まっすぐ」進んだ
　結果、目に入ってきます。
ーーーー引用終わりーーーー
4次元時空からみると、3次元空間は曲がっているのかもしれ
ない。位置がゆさぶられてしまった。

位置と位置が曲線でつながってて。
どーしても直線で行けなくて、距離が∫√((dx/dt)^2+(dy/-
dt)^2+(dz/dt)^2)dtだったりするのかもしれないな。とり
あえず位置が計算できるっぽい。

位置と位置が隣り合っていなくてとびとびだったりして。
1479みたいになってて、1から4に行くのに1と4の間の距離
が1だったりするのかもしれないな。
13425みたいな順で位置が並んでて。
1から4に行くのに、1と4の間の距離が2だったりするのかも
しれないな。
そうすると位置が計算できないっぽい。