Un problema relacionado con el probador de bombas Elitzur-Vaidman

Question

Para citar wikipedia

Explicación paso a paso

Después de ser emitida, la onda de "probabilidad" del fotón pasará por el primer espejo reflector al 50% (tomará la ruta inferior) y se reflejará (tomará la ruta superior). Ambas ondas se reflejan/transmiten de nuevo en el segundo espejo reflectante al 50% (superior-derecha), de modo que ambos detectores reciben el 50% de la onda "inferior" y "superior". El interferómetro se alinea para que la interferencia de ambas ondas sea destructiva para el detector C y constructiva para el detector D, cuando no se coloca ninguna bomba. Entonces todos los fotones serán detectados por D y ninguno por C. Ahora se coloca una bomba:

Si la bomba es un fracaso:

La situación es la descrita anteriormente, sin bomba. El detector C no detectará los fotones.

Si la bomba es utilizable:

Si la partícula fotónica toma la ruta inferior:

Como la bomba es utilizable, el fotón es absorbido y activa la bomba, que explota.

Si la partícula fotónica toma la ruta superior:

La bomba bloquea la onda "inferior", por lo que ya no hay efecto de interferencia en el segundo espejo reflector al 50%. Ahora hay un 50% de posibilidades de detectar el fotón en el detector C y D (pero no en ambos).

Ahora a la pregunta:

La parte que no entiendo es esta

Si la partícula fotónica toma la ruta superior:

La bomba bloquea la onda "inferior", por lo que ya no hay efecto de interferencia en el segundo espejo reflector al 50%. Ahora hay un 50% de posibilidades de detectar el fotón en el detector C y D (pero no en ambos).

No entiendo que de donde surgió la onda inferior?

Answer 1

La semántica es un poco confusa. El artículo habla de "si el fotón partícula toma la ruta superior" y luego habla de la bomba que bloquea la ruta inferior onda ". Esto es confuso si no estás acostumbrado a los principios subyacentes, por desgracia.

Lo que quieren decir es que el fotón onda de probabilidad-amplitud a la que se hace referencia en el primer párrafo, siempre se divide en el primer divisor de rayos A en una parte superior y otra inferior.

En el segundo divisor de haces (el que está arriba a la derecha de la imagen) se recombinan las partes superior e inferior de la onda de amplitud y, dependiendo de si se recombinan ambas partes o sólo la superior, las probabilidades de detección resultantes en C y D son diferentes, lo que permite inferir si el camino inferior estaba bloqueado (correctamente calibrado, sólo D hará clic si los caminos no están obstruidos, de lo contrario tanto C como D pueden hacer clic).

Cuando empiezan a discutir el interpretación de este resultado, recurren al hecho de que sólo había un fotón para empezar, y sólo hay un fotón con el que el experimento termina (un solo clic en o bien detector C o D). De ahí la conclusión de que este único fotón obviamente tuvo que tomar el camino superior si hay una bomba en el camino inferior, y detectas un fotón en C o D ¡y no sales volando por los aires! (y por lo tanto parece que haces una medición sin interacción, al menos para el caso de un clic en C - un clic en D no te da ninguna información extra)

Repito: el análisis y la interpretación son dos cosas diferentes. A menudo es menos confuso (y tal vez suficiente) analizar sólo la propagación de la probabilidad-amplitud y no pensar tanto en lo que sucede a la partícula dentro del sistema. Pero obviamente este experimento fue diseñado para forzarte a tener que considerar esto, ¡lo que lo convierte en un buen montaje, creo!