Двухщлевой эксперимент с отложенным выбором

[warlock66613]

Нет, по-моему будет — в том смысле, что если учитывать только точки, соответствующие фотонам, пришедшим только с одного из двух направлений с полупрозрачного зеркала, то интерференция обнаружится. Впрочем, я не уверен в том. Но что на экране интерференционной картины не будет — это точно.

[Outer]

Когда Вы говорите о фотонах, "пришедших только с одного из двух направлений с полупрозрачного зеркала", Вы имеете в виду, что надо считать отдельно фотоны пришедшие в D1 и отдельно фотоны пришедшие в D2? И точки на экране D0, соответствующие, скажем, сигналам соотв. запутанных ("холостых") фотонов попавших в детектор D1, дадут интерференционную картину? А если ПП-4 убрать, то и эта интерференция исчезнет?

[warlock66613]

Outer, да.

[Outer]

Ок, тогда сделаем по другому. Рассмотрим эксперимент квантового ластика, собранный по другой схеме, и описанный в Википедии (https://ru.wikipedia.org/w/index.php?ti ... 0%BA%D0%B0).

Цитата:

Эксперимент
Вначале фотон пропускается через специальное нелинейное оптическое устройство: кристал бета-бората бария (BBO). Этот кристал преобразует единичный фотон в пару запутанных фотонов пониженной частоты... Эти запутанные фотоны следуют разными путями. Один фотон движется прямо к детектору, в то время как второй проходит через двухщелевую пластину на второй детектор. Такая конфигурация порождает знакомую интерференционную картину.

Далее, круговой поляризатор помещается перед каждой прорезью в двухщелевой пластине, выполняя поляризацию по часовой стрелке для света, проходящего через одну щель и против часовой стрелки для света, проходящего через другую щель (см. рис. 1). Эта поляризация регистрируется на детекторе, "маркируя" таким образом фотоны и разрушая интерференционную картину.

Наконец, линейный поляризатор устанавливается на пути первого запутанного фотона из пары, придавая ему диагональную поляризацию (см. рис. 2). Запутанность гарантирует дополнительную диагональную поляризацию у второго фотона, который проходит через двухщелевую пластину. Это нивелирует влияние круговых поляризаторов: каждый фотон будет давать смесь света, поляризованного по часовой стрелке и против неё. Следовательно, второй детектор больше не может определить, какой именно путь был выбран и интерференционная картина восстанавливается.

Получается, что вид картинки на детекторе-экране Ds (наличие или отсутствие интерференции) позволяет определить, установлен или не установлен линейный поляризатор POL1 перед детектором Dp. Что будет при таком варианте эксперимента, если сильно удлинить верхний путь?

Т.е. если верхний луч (идущий к детектору Dp) направить по обходному пути (по системе зеркал, и через марсианское зеркало, т.е. 20 минутная задержка), то что произойдёт если включить прибор? Будет ли экран Ds показывать интерференцию?

[warlock66613]

Да, интересный вариант. Там правда написано, что при построении интерференционной картины учитываются не все фотоны, попавшие в $D_s$, и мне кажется в этом-то всё дело. Но детальной картины как всё проиходит пока дать не могу.

-- 12.10.2017, 22:51 --

В общем в оригинальной статье всё написано чётко. После прохода одного из фотонов через линейный поляризатор, пара может оказаться в одном из двух состояний — ну то есть, как я понимаю, они могут оказаться либо в "фазе", либо в "противофазе", и интерференционную картину дают такие пары по-отдельности, а все фотоны вместе опять-таки интерференционной картины не дают. Как бы то ни было, кристально ясно, что 1) данная статья в википедии написана крайне плохо, 2) и в этом опыте непосредстенно наблюдаться интерференционная картина не будет ни в одном из вариантов.

[Outer]

Да, я вот тоже посмотрел в статье англ. Википедии, Quantum_eraser_experiment, там тоже написано что интерференции не будет в любом случае:

Цитата:

The misunderstanding is that Bob always measures a smear, never an interference pattern, no matter what Alice does.

Но у меня остаётся вот какой вопрос: что именно делает поляризатор со светом? Т.е. если например через поляризатор пропустить 1000 фотонов, то все 1000 пройдут через него к детектору, и у всех у них определённым образом изменится поляризация?

Или поляризатор просто отсекает фотоны "неправильной" поляризации, и через него пройдут, скажем только 100 или 200 фотонов из 1000? Если второе, то эксперимент легко объясняется. Но в таком случае получается, что поляризатор никак не "маркирует" фотоны, и не "придаёт" им никакую поляризацию.

[warlock66613]

Поляризатор делает и то, и другое: во-первых, фотон может с определённой вероятностью через него пройти или не пройти, во-вторых, если он всё же прошёл, то его поляризация меняется. То есть вертикально поляризованный фотон через поляризатор, пропускающий только горизонтально поляризованные фотоны просто не пройдёт, но если, например, поляризации фотона и поляризатора отличаются на $45^{\circ}$ или если фотон поляризован линейно, а поляризатор — круговой и т. п., то фотон с вероятностью $50\%$ пройдёт и окажется поляризован именно так, как задано поляризатором.

[maximav]

Эта фраза

AnatolyBa в сообщении #1125989 писал(а):

Если вы работаете на уровне единичных электронов - как вы узнаете для одного электрона была интерференционная картина или нет? Вам надо придумать реализуемый (в принципе) алгоритм выбора.

типична, но трудно распутываема. А вот следующее утверждение

AnatolyBa в сообщении #1125989 писал(а):

Мне кажется, проблема (по крайней мере ее часть) вот в чем.
Когда нам говорят, что классические траектории в квантовой механике теряют смысл и говорить о них можно только в рамках расчета фейнмановских амплитуд, мы в глубине души надеемся, что это не так. И эта ложная надежда приводит к дополнительным сложностям в понимании.

довольно близко к правде. Но его нужно даже усилить. Источник непонимания - излишняя абсолютизация фейнмановского описания. Это описание для математического вычисления, но оно не лежит и не может лежать в аксиоматических основаниях науки. Соответственно, как только мы "забываем" слово "виртуальные", мы инстинктивно отождествляем их с реальными... ну и весь ворох проблем выползает сразу во всем объеме. Лучше всего, наверно, в фейнмановском интеграле заменить букву $t$ на абстрактную букву $z$, букву $q$ на некоторую другую букву и забыть про путающее мозг интерпретацию $z$, как время. Ну и конечно, всякие трактовки внутренностей интерферометров в виде полетов чего-угодно во времени/пространстве должна быть отброшена. Рассуждения после этого, как нетрудно увидеть, радикально меняются (мозг перестраивается). Есть установка (device) как целое и от нее извлекаются только статистики. Проникновение внутрь бессмысленно.

[maximav]

AnatolyBa в сообщении #1125989 писал(а):

Хотя душевное беспокойство он может вызвать, но тут уж ничего не поделаешь

Душевное беспокойство идет от привычек (bad habit; D.Mermin)

Outer в сообщении #1254905 писал(а):

Но ведь после получения этой информации

К сожалению, информационные формулировки КМ, прямой уход в сторону. Еще, кажется, Бэлл ругался "информация чего, черт возьми!". Объяснения с информационными добавками заведомо не объяснят ничего.

-- 13.10.2017, 20:04 --

С ластиками ситуация тоже в некотором роде фиктивно привнесенная. Пишем $\psi=\psi_1+\psi_2$, прикрепляем в буквам $\psi_1$ и $\psi_2$ физические слова "верх/низ", "живой/мертвый" и т.д. Обсуждаем интенсивно кажущиеся физические эффекты "живого/мертвого, (не)засекли wich-path", а потом эту промежуточную физику $\psi_1+\psi_2 = \cdots$ стираем методом $\cdots = \psi$.