これからは、自仮説の量子場光学による説明にチャレンジし、素励起情報の波動を光子波と呼ぶことにしたい。そして、量子光学の本に登場する光学系の解説を自仮説の量子場光学によって行うことを試行したい。うまくいかないと感じたらその時点以降で見直したい。手始めに下記の光学系でマンデルディップが生じるメカニズムを解説してみる。
上図において、電子場中の光パルス発生器の電子から１つ目の光子 に対応する電子（光学）遷移により生成した光波束は、１つ目の光子波として光子場中を伝搬し、ビームスプリッタでその光子波は２方向に分けられる。それぞれの光子波は検出器１と検出器２の両方に到達する。光子波からみて両方の検出器が区別できない場合、両方の検出器全体でのエネルギーが移動するための確率が１となるので、いずれか一方の検出器にエネルギーが移動することで１つ目の光波束が検出されることになる。２つ目以降の光波束も同様にいずれか一方の検出器で検出される。その結果、両方の検出器で同時に検出されることが無くマンデルディップが生じる。ここで、光子という用語はエネルギーが電子遷移に対応して離散化しているという意味でいわゆる粒子を意味するものではない。エネルギーが電子遷移のエネルギー幅
という値を取るというだけのことである。そして、光波束のスペクトルは中心値が
で電子遷移に起因する自然幅をもって周波数が拡がってローレンツ分布となっている。エネルギーに着目すると、電子場の中の発生源の物質場と同じ電子場の中の検出器の物質場とのエネルギー移動であって、光子場は素励起情報である光子波が伝搬するだけの力の伝搬場と考えている。ただし、相互作用としては電子場と光子場との間、及び光子場と電子場との間で起こる。なお、電子場、光子場共に時空全体に張られているのであって、発生源の電子場と検出器の電子場とは同じものであることも重要である。なお、古典的な電磁場ではポインティングベクトルで電磁場中のエネルギーの流れを表現できるが、自仮説の量子場光学においては光子場はあくまで素励起情報である光子波の伝搬をするところということになる。今回はここまで。
なお、量子場光学の対象はあくまで量子光学への場の量子論の考慮である。場の量子論といっても弱い力や強い力は含んでいない。電子と同じレプトン族のニュートリノならば含めることが出来る可能性があるが、ニュートリノ光学はまだ未知な点が多く、私の興味の範囲も超えている。敢えてＰＴ図でニュートリノを表現すると下図のようになるのかもしれない。でも、これは余分だ。
