La explicación Causal de Vaidman del grupo de "Pedir a los fotones, donde han sido" experimento?

Question

No es sorprendente "Pidiendo a los fotones, donde han sido" PRL de 2013 artículo sobre el experimento en el que son capaces de "pedir fotones" que los espejos nos han visitado: por la vibración de cada espejo con diferente frecuencia y la realización de la transformada de Fourier de la final de haz visitado los espejos están marcados en el espectro de potencia.

El problema es que esta forma de ver a los espejos nos sería ingenuo decir que no - espejos a,B a continuación:

El pequeño inteferometer (con espejos a,B) se establece para la interferencia destructiva: de tal manera que ningún fotones ir a través del espejo F, lo que se prueba en el ajuste más bajo que si hemos de bloquear el haz de luz de espejo C, la luz no llega al detector.

Para la explicación, el artículo utiliza dos estados vector de formalismo (TSVF): que, por ejemplo, $\langle \Phi|\ |\Psi\rangle$ debe ser entendible que $|\Psi\rangle$ es el resultado de adelante propagador de $t=-\infty$ ahora $\langle \Phi|$ de retroceso propagador de $t=+\infty$ a ahora, lo que parece una especie de natural, por ejemplo, cuando se piensa acerca de Feynman ruta integral de la formulación mediante un conjunto de rutas de$-\infty$$+\infty$.

Explican que vemos a, B, C espejos porque sólo estos árboles son visitados por los fotones que se propagan en tanto tiempo de direcciones.

Es la comprensión adecuada de este experimento puede ser explicado sin propagación hacia atrás?

Answer 1

Es la comprensión adecuada de este experimento puede ser explicado sin propagación hacia atrás?

La respuesta a esta pregunta es, definitivamente, sí. De hecho, los autores proporcionan este análisis en los materiales suplementarios (1) (pdf w/ acceso a la revista necesario).

El campo en el detector, para la primera configuración anterior, tiene esta forma:

$$\Psi(x,y,t)=\frac{A}{3}\left( e^{-x^2-(y-\delta_C(t))^2}+e^{-x^2-(y-\delta_E(t)-\delta_A(t)-\delta_F(t))^2}-e^{-x^2-(y-\delta_E(t)-\delta_B(t)-\delta_F(t))^2}\right), $$ while in the second setup the first term is removed. The term $\delta_A(t)=\delta_0 \sin {\omega_A t}$ and similarly for the other modulation terms. Note that although I have given this the variable $\Psi$, siguiendo a los autores, es en realidad sólo un clásico electromagnética de amplitud.

No es muy transparente, de esta forma que los picos se traducirá en cada situación, y en ese sentido la TSVF en efecto, parece ser útil en este caso. Sin embargo, pocas conclusiones se pueden extraer:

1. La segunda dos amplitudes, que en una ruta integral de la imagen de tipo probablemente corresponden a los dos caminos que van a través de la pequeña interferómetro, por lo general, no se anulan. Así que la declaración de que el dispositivo está en una interferencia destructiva configuración no parece ser del todo cierto. En efecto, las diferentes frecuencias $f_A$ $f_B$ les impide la cancelación de todos los tiempos.

2. Como resultado, supongo que en principio debería haber siempre algo de potencia en$f_A$$f_B$, están muy reducido sustancialmente (sería interesante entender por cuánto exactamente) cuando la viga a lo largo de espejo C está bloqueado. Si este no es el caso, entonces no debe ser espectral de potencia en otro lugar debido a estas condiciones, ya que están causando un movimiento de campo eléctrico.

Por lo tanto, mi sospecha (aún no confirmado) es que este experimento puede ser leído como una medición de una débil modulación, ya sea en la parte superior de un fuerte rayo o por sí mismo. En el primer caso se obtiene un campo de la forma $\epsilon \cos{\omega_{mod} t} + \cos{\omega_c t}$, y en el segundo caso, usted sólo tiene $\epsilon \cos{\omega_{mod} t}$. Cuando la plaza de ellos para obtener el poder, la modulación de por sí tiene un poder de orden $\epsilon^2$, pero cuando se superponen en el fuerte rayo de obtener la interferencia de los términos de la orden de $\epsilon$. En otras palabras, los efectos de la debilidad de la modulación puede hacerse arbitrariamente grande que la de la modulación de la misma por interferir con un fuerte rayo.

Por supuesto, esto no suena casi tan emocionante como el lenguaje de los autores utilizan en el texto para describir lo que ven. Este es un buen ejemplo de una sensación que tengo acerca de un montón de estos tipos de documentos - que pretenden demostrar algunas nuevas llamativo efecto, que explique los datos, pero luego enterrado en el texto o material complementario que admitir también que hay un grupo mucho más mundano equivalente de la imagen.

(Nota añadida: releyendo el papel, veo que no mencionan esta perspectiva, un poco al final y decir que el "efecto es debido a una pequeña fuga de luz en el interior del interferómetro," apoyo a la sospecha de arriba. Así que no puedo culpar a los autores de transparencia, pero todavía personalmente encontrar algunos de la discusión filosófica a ser un poco mucho para el clásico de la interferencia de las ondas.)

Answer 2

Es muy delicado para hablar de "la correcta comprensión" de un experimento. Lo que es más relevante es cómo desarrollar una intuición. Los autores que aquí se propone que los dos estados vector formalismo es intuitivamente más útil que una trayectoria basada en la vista.

No hay nada nuevo aquí en el sentido de que sabemos que los objetos cuánticos, tales como las partículas elementales no tienen trayectorias. Esto es a menudo diluido en concepciones, lo que implica que "podemos/no sé lo que la trayectoria real es", algo implícito aquí, por el título de la ponencia, "pidiendo a los fotones, donde han sido", lo cual sugiere que han sido en algún lugar; pero no hay counterfactuality en la mecánica cuántica: no hay respuesta a una pregunta que no se plantea.

Las preguntas en este experimento no son acerca de las trayectorias. Son acerca de lo que los fotones "ver" de la instalación. En este sentido es análogo a la Elitzur-Vaidman bomba tester, o incluso la Aharonov-Bohm efecto. Estos muestran que un sistema cuántico tiene una especie de no-conciencia local de la configuración general es parte de.

De los dos estados vector formalismo lleva a la no-localidad en serio, en el sentido de que es no distinguir el pasado y el futuro de las condiciones de contorno. Este es el espíritu de la ruta integral, que tiene un pájaro-ojo, vista panorámica de un sistema cuántico que no intenta describir su evolución en cada momento, pero sólo se refiere al cálculo de las probabilidades para los "observables puntos finales" de su comportamiento, por así decirlo.

Así que tiene sentido que cuando la información que nos interesa es dispersas en distintas partes de una instalación (aquí, los espejos), tenemos una mejor intuición uso de un marco explícitamente renunciar a la no continuidad de otro mental de la opinión de que se supone que hay un significado en las trayectorias.