будет ли интерференция или нет

[Obdum]

Сперва опишу мысленный эксперимент а потом задав вопрос по тому какой результат можно в нем ожидать.

В общем знакомый предложил такой мысленный эксперимент:

Представьте такую же установку как и в двух щелевом эксперименте которая выстреливает фотонами. Фотоны так же пролетают через пластину с двумя щелями. Но есть нюанс. Если фотон пролетает через левую щель то он просто летит в детектор №1 в виде экрана (Д1), а если он пролетает через правую щель, то сперва он попадает в оптический кристалл который разбивает этот фотон на два фотона, один из которых все так же летит в экран Д1, а другой летит в датчик Д2.

Экран Д1 находится значительно ближе к установке испускающей фотоны, потому сперва фотоны попадают в Д1, а только потом Д2.

И еще один нюанс: установка которая выстреливает фотонами, пластина с двумя щелями, Д1, все это находится в изолированной от нашего окружения лаборатории и потому у нас есть оснований считать, что все что происходит в этой лаборатории, все это находится в квантовой суперпозиции. И только Д2 находится вне этой лаборатории и только его, на первом этапе эксперимента, мы можем измерять.

Установка стреляющая фотонами, делает выстрелы в определённое конкретное время и с определенной конкретной частотой, потому мы можем рассчитать то когда и в какое время фотоны должны прилетать или не прилетать в Д2. В тех случаях когда фотон прилетает в Д2, мы знаем что фотон пролетел через правую щель в пластине. Когда фотон не прилетает в Д2 в нужное время, мы знаем что фотон пролетал через левую щель в пластине.

После серии измерений у нас есть данные того когда Д2 регистрировал фотон а когда пропускал, и теперь у нас появляется возможность открыть лабораторию и посмотреть на то какая картина получилась на экране Д1.

Вопрос: как думаете, будет ли интерференция на Д1 или инет?

Порассуждав логически я пришел к выводу что на Д1 мы должны увидеть интерференцию, но я не физики, потому решил спросить вашего мнения.

[realeugene]

Obdum в сообщении #1662796 писал(а):

Порассуждав логически я пришел к выводу что на Д1 мы должны увидеть интерференцию, но я не физики, потому решил спросить вашего мнения.

Не знаю, что за магический кристалл вы собираетесь использовать для разбиения фотона на два, но общие принципы квантовой механики гласят, что если вы можете измерить, по какому пути летел фотон, то интерференции путей не будет. Без разницы, когда именно вы измеряете, и даже если только у вас есть потенциальная возможность это измерить, но вы не измерили. Такова логика квантовой механики.

[Obdum]

Цитата:

Не знаю, что за магический кристалл вы собираетесь использовать для разбиения фотона на два

Не будучи физиком я сам не знаю что за кристалл) ну вот например автор этого ролика физик и он говорит о подобном кристалле который называет "нелинейным оптическим кристаллом".
https://www.youtube.com/watch?v=eo4VSkNOkFQ&t

Цитата:

принципы квантовой механики гласят, что если вы можете измерить, по какому пути летел фотон, то интерференции путей не будет. Без разницы, когда именно вы измеряете, и даже если только у вас есть потенциальная возможность это измерить, но вы не измерили.

Тогда можно немного усовершенствовать мысленный эксперимент. Допустим в лаборатории с Д1, находится небезызвестный Друг Вигнера) Что в таком случае увидит Друг Вигнера? Он увидит интерференцию или нет? И что мы увидим когда откроем лабораторию в которой находится Д1 с Другом Вигнера?

[realeugene]

Obdum в сообщении #1662800 писал(а):

Тогда можно немного усовершенствовать мысленный эксперимент. Допустим в лаборатории с Д1, находится небезызвестный Друг Вигнера) Что в таком случае увидит Друг Вигнера? Он увидит интерференцию или нет?

Если у вас есть потенциальная возможность узнать, по какому пути летел фотон, то интерференции не будет в любом гипотетическом эксперименте.

[Obdum]

Цитата:

Если у вас есть потенциальная возможность узнать, по какому пути летел фотон, то интерференции не будет в любом гипотетическом эксперименте.

Вы уверены? Вам не кажется что правильнее рассчитывать вероятности последовательно рассматривая как протекает последовательность событий в эксперименте? А то у вас получается какая то ретро причинность. В друг на момент попадания фотона в Д1 мы еще не определились с тем будем ли мы измерять фотона по Д2 или нет.

Не кажется ли вам что тот же Друг Вигнера, согласно квантовой механики, должен рассуждать так: на момент когда фотон подлетает к Д1 я не знаю по какому пути он пошел, потому я должен учитывать все пути и у меня должна получится суперпозиция. И потому вероятность распределения на Д1 должна соответствовать ожиданию интерференционной картины. Но так как Друг Вигнера находится в изолированной лаборатории и мы можем предположить что он находится в суперпозиции, то это будет суперпозиция сценариев в каждом из которых друг Вигнера справедливо и правильно ожидает увидеть интерференционную картину, но просто в каждом из таких сценариев она рисуется из разных случайных единичных событий, в одной м сценарии первый фотон Друг регистрирует чуть левее, в другом сценарии чуть правее и т.д.

Ну а те случаи где мы регистрируем или не регистрируем фотон на Д2 будет статистически коррелировать с тем в какую область попадали едиинчные фотоны на Д1, если они попадали в области более вероятную до прохождения через левую щель, то более вероятно что на Д2 фото не будет зарегистрирован, если попадали в область более характерную для прохождения через правую щель, то больше шансов что в Д2 будет увиден фотон.

[realeugene]

Obdum в сообщении #1662810 писал(а):

Вы уверены?

Ага.

Вообще говоря, понятие причинности требует осторожности. Часто причиной и следствием считают то, что ими не являются. С другой стороны, квантовая механика устроена очень хитро, но, при этом известно, что она не нарушает корректно определённые причинно-следственные связи. Так что, если вам кажется, что вы нашли противоречие - вы где-то ошиблись.

[Obdum]

Цитата:

Так что, если вам кажется, что вы нашли противоречие - вы где-то ошиблись.

В данном случае я не говорю про противоречие. Я лишь спрашиваю про то какое предсказание верное? Верно ли то что мы увидим интерференцию, или верно то что мы увидим отсутствие интерференции, на Д1?

Ну вот представьте например такой вариант этого мысленного эксперимента: допустим в этот раз у нас нет изоляции Д1, у нас есть полный доступ как Д1 и так и к Д2, и сперва мы видим то как фотон попадает в Д1, а только потом, в будущем (из за удлинённого пути за счет системы зеркал), мы видим то что регистрирует или не регистрирует Д2.

Как в таком случае мы должны рассуждать об вероятностях первого измерения на Д1? В наших расчетах распределение вероятностей должно соответствовать интерференционной картине, или нет? Ну как я понимаю согласно квантовой механики мы должны ожидать распределение вероятностей соответствующее интерференционной картине, так как на момент попадания фотона в Д1 мы еще не знаем через какую щель мог пройти фотон. И только после измерения Д1, мы должны обновить свои вероятности ожиданий относительно того увидим ли мы фотон в Д2 или нет. Разве я не верно сейчас рассуждаю?

Ну а теперь верномся к тому варианту где Д1 находится в изолированной лаборатории и ее измеряет Друг Вигнера и они вместе находятся в суперпозиции, а мы вместе с Д2 находимся вне лаборатории и поначалу измеряем только Д2, а уже после этого открываем лабораторию. Если рассуждать последовательно, то сперва измерение проводит Друг Вигнера и он справедливо ожидает распределение вероятностей с интерференцией, но так как он находится в суперпозиции, то мы должны получить просто множество разных альтернативных сценариев того как и в какой последовательности у него появлялась интерференция на Д1. Потому когда мы произведем измерение Друга с Д1, эта суперпозиция коллапсирует в какой то один из вариантов, но так как все варианты сдерживали интерференцию, то в любом случае мы должны получить интерференцию.

[realeugene]

Obdum в сообщении #1662830 писал(а):

Я лишь спрашиваю про то какое предсказание верное?

Вы, как обычно происходит в подобных ситуациях, сильно недоопределяете условия задачи. Исходите из того, что как только вы в систему добавили возможность в принципе узнать, по какому пути пролетел фотон - тут же интерференция исчезла. Например, ваш магический кристалл изменил частоту фотона в одном из путей, а фотоны разной частоты, вообще говоря, не интерферируют, кроме некоторых случаев.

[Obdum]

Цитата:

Например, ваш магический кристалл изменил частоту фотона в одном из путей, а фотоны разной частоты, вообще говоря, не интерферируют, кроме некоторых случаев.

Видимо да. Я сам не знаю что там ща кристалл имеется ввиду и как он работает, но как я понимаю мой знакомый формулировал этот мысленный эксперименте с оглядкой на эксперимент с "квантового ластика и отложенным выбором". Вот ролик на вк видео с описанием эксперимента
https://vk.com/video-168192741_456239570

Правильно ли я понимаю что в эксперименте с ластиком, "нелинейный оптический кристалл" который стоит после пластины с двумя щелями, производит какие то манипуляции с фотон из за которых на детекторе D0 мы должны ожидать отсутствие интерференции в любых случаях? Ну то есть в рамках этого эксперимента не имеет значение что там будет происходить с остальными детекторами D1, D2 , D3, D4, не важно будем ли мы убирать какие то из них, или оставлять, независимо от этого, на D0 мы всегда будем иметь отсутствие интерференции просто в силу тех манипуляций которые привнес этот "кристалл" на фотон? Ну а что бы получить интерференционную картину, нам нужно вычленить из общей картины в D0 только те случаи попаданий, которые совпадают с отдельными регистрациями фотонов либо только в D1, либо только в D2, так как попадание частицы в ту или иную области на D0 меняет распределение попадания на последующие детекторы?

[realeugene]

Не могу сейчас смотреть ролики

[Dashik007]

А почему детекторы D1 и D2 ассиметричны, один за интер. максимум, а другой за минимум (кстати, кто за какой)?

[Dashik007]

Наверное все дело в центральном полупрозрачном зеркале, оно из двух слоев, а сдвиг фазы происходит только от отражения от более блотного оптического слоя

[Dashik007]

Obdum
Этот кристалл должен вроде вызывать коллапс ВФ, т.е. он поглощает фотон и рождает два новых фотона, тогда интерференции не будет в любом случае

[talash]

Obdum в сообщении #1662796 писал(а):

если он пролетает через правую щель, то сперва он попадает в оптический кристалл который разбивает этот фотон на два фотона

Интересно, как это возможно с точки зрения принципа сохранения энергии?

[Dashik007]

talash в сообщении #1663574 писал(а):

Интересно, как это возможно с точки зрения принципа сохранения энергии?

У двух фотонов будет по пол энергии исходного