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Ralentizando el experimento de la doble rendija

Hacia el final del siguiente vídeo https://www.youtube.com/watch?v=GzbKb59my3U el experimento de la doble rendija se ejecuta con fotones "individuales" y se muestra cómo el patrón de interferencia surge como la agregación de registros de fotones individuales detrás de la rendija.

Cómo lento ¿se puede hacer este experimento y seguir mostrando el patrón de interferencia?

En otras palabras: en qué intervalo entre fotones que lleguen al detector, ¿el patrón de interferencia dejará de ser visible en los datos de detección? us? ns? segundos? años?

¿Este efecto depende en absoluto del intervalo? Si es así, ¿cómo?

4voto

John R Ramsden Puntos 143

Fundamentalmente, se pueden ralentizar los experimentos de doble rendija todo lo que se quiera, pero una versión del principio de Heisenberg no permitirá poner "huecos" definidos entre los eventos de detección ni ser seguro para producir un fotón a la carta, a la frecuencia adecuada, etc. Se suele afirmar que la partícula debe estar interactuando consigo misma en un experimento de doble rendija, pero cuando se echa un vistazo exactamente a estas incertidumbres de la escasez de partículas en el haz junto con el hecho de que no hay una imagen clara de la interacción de una sola partícula, hay que tomar la historia de los libros de texto sobre la "autointeracción de las partículas" con un grano de sal.

Sin embargo, a medida que la tecnología avanza, tenemos que trabajar fuentes monofotónicas que se utilizan habitualmente tanto en la ciencia (óptica cuántica) como en la industria (desarrollo de dispositivos de imagen).

Como se ha dicho, estas fuentes no pueden superar un cierto grado de indeterminación. La imagen cuántica de un haz continuo de fotones como una función de onda estacionaria sólo se sustituye por una imagen de pulsos separados de tipo gaussiano en la función de onda en la que podría caber o no un solo fotón. Pero, en realidad, podría meter dos fotones en el pulso. O tres, o ninguno. El diseño de un dispositivo de un solo fotón es tal que la probabilidad de tales eventos se minimiza, pero está ahí y la minimización viene a costa de otra incertidumbre en el fotón producido. Es decir, cuando te pones a ello, toda la rareza cuántica se mantiene en toda su extensión incluso para los dispositivos monofónicos.

2voto

Rinat Abdullin Puntos 13520

Cuando observamos fotones individuales, el experimento trata de cómo los fotones individuales interactúan entre sí. Como el fotón interfiere consigo mismo y no con otros fotones en el experimento, el intervalo entre los fotones no importa.

En un experimento real, sin embargo, tienes que lidiar con el hecho de que tu pantalla no está perfectamente aislada del entorno. Por lo tanto, tienes una cierta tasa de lecturas falsas que deben estar distribuidas por igual en la pantalla. Como resultado, tienes que emitir fotones a una velocidad tal que tus datos experimentales no se vean abrumados por las lecturas falsas. Este es un límite efectivo de la lentitud con la que podemos emitir fotones, pero dependerá de la configuración experimental y de la tasa de lecturas falsas en lugar de ser una manifestación de los principios mecánicos cuánticos subyacentes.

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