Siempre me sorprenden las sutilezas que encierra el dualismo onda/partícula. Por eso leo una y otra vez el párrafo del texto clásico de Dirac que trata de la interferencia de un solo fotón. Aquí se dice claramente que cualquier medición del arranque de un espejo haría colapsar la función de onda del fotón, estropeando entonces completamente la interferencia cuántica de la distribución de probabilidad. Así que me pregunto si aquí se asume alguna definición ad hoc de la medición, ya que en términos generales, no importa cómo elija apoyar el espejo, ese soporte experimentará una transferencia de momento (o presión de radiación) por lo tanto su kick-off será definitivamente medido. Para ser precisos, no he encontrado ninguna razón para suponer que, siempre que tenga un dispositivo lo suficientemente sensible, no pueda medir la presión de radiación de un solo fotón (los interferómetros de ondas gravitacionales sí pueden hacerlo). ¿Así que la cuestión es que podría, pero no lo hago? Las inspecciones posteriores del texto de Dirac, lamentablemente, no mejoraron mi comprensión.
Respuestas
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En primer lugar, separemos la ciencia de la filosofía. La idea del colapso cuántico es filosofía, no ciencia, porque no hay ningún experimento conocido que pueda establecer si realmente ocurre.
En lo que respecta a la ciencia, consideremos un interferómetro como el de Mach-Zender, en el que la luz se dirige a lo largo de dos trayectorias con la ayuda de espejos. Como explicó Dirac, la interferencia que se observa aquí (llamada interferencia de primer orden) puede verse como si cada fotón interfiriera consigo mismo. (Este tipo de interferencia no se considera "interferencia cuántica").
Pero, ¿qué ocurre cuando el fotón se refleja en un espejo? Estrictamente hablando, hay una transferencia de momento. Así que si el fotón está en una superposición de diferentes estados de momento (diferentes ondas planas), entonces el fotón se enredará efectivamente con el espejo. Como no medimos el momento del espejo, el fotón representa ahora un estado mixto. Como resultado, debería destruir la interferencia, ¿verdad? Entonces, ¿cómo se puede observar alguna interferencia con un interferómetro de este tipo?
Bueno, lo que pasa es que el espejo es muy pesado. Como resultado, la transferencia de momento es extremadamente pequeña, demasiado pequeña para ser perceptible. En otras palabras, no "estropea completamente" la interferencia. Aunque el fotón se encuentra en un estado mixto, sólo está ligeramente mezclado, muy cerca de ser un estado puro. Por lo tanto, se puede observar la interferencia.
Espero haber conseguido responder a su pregunta.
No estoy seguro de haber entendido la duda. ¿El problema es poder medir el fotón reflejado? En principio, si el fotón se refleja en el espejo se puede detectar. Sin embargo en este caso no habrá interferencia (Se conoce el camino del fotón). La función de onda entre el espejo y el fotón se enredan y por lo tanto el valor medio del operador de un cuerpo no tendrá interferencia
