2 votos

¿Puede utilizarse la post-selección en la pantalla en el experimento del borrador cuántico de elección retardada para predecir los resultados de la medición del borrador cuántico?

Tengo curiosidad por la QM y me he pasado los últimos 3 días pensando en el experimento del borrador cuántico de elección retardada (DCQE), pero no he podido resolver esta cuestión:

  1. Supongamos que hacemos el experimento DCQE de manera que para todo el experimento (digamos, 1000 partículas) termina antes de que la primera partícula llegue a los detectores 1-4 (usando la notación de este diagrama de Wikipedia ).

  2. Supongamos también que estamos usando un interruptor para controlar si la partícula ociosa va al detector o al borrador.

  3. Este esquema muestra lo que deberíamos ver en D0, aunque aún no lo sepamos R01-04

  4. Ahora, conociendo D0, usa el interruptor para enviar las 100 partículas que llegaron al lado más a la izquierda de D0 a los detectores de borrado (D1 y D2). Parece mucho más probable que lleguen a D2 que D1, porque está en pico en D2 (y en reposo en D1) aunque esté pasando por un espejo semiespejado . Esto me parece una contradicción.

Entonces, ¿me estoy perdiendo algo o QM es así de raro?

5voto

Nathan Feger Puntos 7675

Estás sobreinterpretando estos bocetos - son sólo bocetos, y sus detalles específicos no pueden utilizarse realmente para hacer predicciones reales.

He aquí una versión más precisa de esos bocetos, con un apuntalamiento adecuado sobre un modelo sólido del comportamiento del experimento:

Fuente Mathematica vía Import["http://halirutan.github.io/Mathematica-SE-Tools/decode.m"]["http://i.stack.imgur.com/P6HYG.png"]

Como puede ver "la parte más a la izquierda de $D_0$ " es igualmente compatible con los patrones $R_{03}$ y $R_{04}$ detectado en los detectores cuánticos 1 y 2.


Aun así, no estás del todo equivocado, sobre todo en la formulación más aguda que das en los comentarios:

¿No es cierto que los patrones formados por las partículas que llegan a R01-04 siguen distribuciones distintas en D0? Si es así, parece razonable extrapolar que hay algunas regiones que son picos inversos para D1/D2

Sí, los patrones realizados en el $D_0$ pantalla al post-seleccionar en $D_1$ y $D_2$ son diferentes y, de hecho, son patrones de interferencia complementarios, con los picos en $R_{01}$ alineándose con los comederos de $R_{02}$ y viceversa. (Así es como pueden sumarse para obtener un $D_0$ patrón cuando no hay post-selección. Es crucial que comprenda que tanto $R_{01}+R_{02}$ y $R_{03}+R_{04}$ suman $D_0$ y lo que eso significa - los pares 1/2 y 3/4 son sólo formas diferentes de dividir el $D_0$ cuenta, en función de la información adquirida posteriormente).

Esto significa que puede centrarse en uno de los picos del $R_{01}$ flecos, digamos, el recuadro verde de abajo:

Si utiliza algún mecanismo de conmutación extravagante para asegurarse de que envía todas las partículas que cayeron en esa caja verde al $D_1$ / $D_2$ parte del borrador cuántico del lado del fotón ocioso del experimento, entonces, efectivamente, como usted dice,

parece mucho más probable que lleguen a D1 que a D2.

¿Es esto un problema o una contradicción? No. Los fotones no atraviesan un espejo arbitrario semiespejado, sino un divisor de haz calibrado con precisión. La trayectoria del haz que alcanza $D_2$ incluye una contribución de $M_b$ (haz rojo) y una contribución de $M_a$ (haz azul), y si esos haces son coherentes, pueden interferir tanto destructiva como constructivamente. A falta de información sobre lo que le ocurrió al fotón de señal en $D_0$ el haz loco y la señal están entrelazados, y la coherencia relativa entre ambos haces es nula, y $D_2$ hará clic la mitad de las veces. Sin embargo, al post-seleccionar en $D_0$ en la caja verde, estás fijando la fase entre los dos haces de tal manera que interfieren destructivamente en la caja verde. $D_2$ lado (y constructivamente en el $D_1$ lado), por lo que ninguna luz pasa a $D_2$ (en esas carreras post-seleccionadas).

Así que, básicamente, lo que has descrito es una manera elegante de ejecutar el aparato de quantum-eraser a la inversa donde al dividir el $D_0$ pantalla en los sectores que está proporcionando información que se puede utilizar en un esquema de post-selección para recuperar el patrón de interferencia que sale de la BS $_\mathrm{c}$ divisor de haz.

Si te parece raro, entonces sí,

QM es así de raro.

i-Ciencias.com

I-Ciencias es una comunidad de estudiantes y amantes de la ciencia en la que puedes resolver tus problemas y dudas.
Puedes consultar las preguntas de otros usuarios, hacer tus propias preguntas o resolver las de los demás.

Powered by:

X