Кривошеин Александр (hellboy_unfeel) wrote,
Кривошеин Александр
hellboy_unfeel

Categories:

Эксперимент Уиллера с отложенным выбором



1. Фотон (или любая другая квантовая частица) посылается по направлению к двум щелям.

2. Фотон проходит щели, не будучи наблюденным (обнаруженным), через одну щель, либо другую щель, либо через обе щели (логически это все возможные альтернативы). Чтобы получить интерференцию, мы предполагаем, что "нечто" должно пройти через обе щели; Чтобы получить распределение частиц [по щелям?] , мы предполагаем, что фотон должен пройти или через
одну щель, или через другую. Какой бы выбор фотон не делал, он "должен" сделать его в тот момент, когда он проходит через щели.

3. После прохождения щелей, фотон движется к задней стенке.

У нас имеется два различных способа детектирования фотона у "задней стенки".

4. Во-первых, у нас есть экран (или любая другая система детектирования, которая способна различать горизонтальную координату упавшего фотона, но не в состоянии определить, откуда пришел фотон).

Экран может быть удален, как показано штрихованной стрелкой. Он может быть удален быстро, очень быстро, после того, как фотон прошел две щели но до того как фотон достигает плоскости экрана. Другими словами, экран можно удалить в тот отрезок времени, когда фотон перемещается в области 3.

Или же мы можем оставить экран на месте. В этом и состоит выбор экспериментатора, который откладывается до того момента, когда фотон прошел щели (2), каким бы способом он это не делал.

5. Если экран удален, мы обнаруживаем два телескопа. Телескопы очень хорошо сфокусированы на наблюдение только узких областей пространства вокруг только одной щели каждый. Левый телескоп наблюдает за левой щелью; правый телескоп наблюдает за правой щелью. (Механизм\метафора телескопа обеспечивает нашу уверенность в том, что если мы смотрим через
телескоп, мы увидим вспышку света только в том случае, если фотон обязательно прошел - полностью или хотя бы частично - через щель, на которую сфокусирован телескоп; в противном случае мы не увидим фотон. Таким образом, наблюдая фотно при помощи телескопа, мы получаем информацию "который путь" о пришедшем фотоне.)

Теперь представьте, что фотон находится в пути в области 3. Фотон уже прошел через щели.

У нас еще есть возможность выбрать. например, оставить экран на месте; в этом случае мы не узнаем, через которую щель прошел прошел фотон.

Или же мы можем решить убрать экран. Если мы удалим экран, мы ожидаем увидеть вспышку в одном телескопе или другом (или в обоих, хотя этого никогда не происходит) для каждого отправленного фотона. Почему? Потому что фотон должен пройти либо через, либо через другую, либо через обе. Это исчерпывает все возможности. Наблюдая за телескопами, мы должны увидеть одно из следующего:

- вспышку у левого телескопа и никакой вспышки у правого, что говорит о том, что фотон прошел через левую щель; или

- вспышку у правого телескопа и никакой вспышки у левого телескопа, что говорит о том, что фотон прошел через правую щель; или

- слабые вспышки половинной интенсивности у обоих телескопов, что говорит о том, что фотон прошел через обе щели.

Это все возможности.

Квантовая механика говорит нам, что мы получим на экране: кривую 4r, которая в точности похожа на интерференцию двух симметичных волн, идущих от наших щелей.

Квантовая механика также говорит, что мы получим при наблюдении фотонов телескопами: кривую 5r, которая в точности соответствует точечным частицам, прошедшим через ту или иную щель, и попавшим в соответствующий телескоп.

Обратим внимание на разницу в конфигурациях нашей экспериментальной установки, определяемых нашим выбором. Если мы выбираем оставить экран на месте, мы получаем распределение частиц, соответствующее интерференции двух гипотетических волн от щелей. Мы могли бы сказать (хотя и с большой неохотой), что фотон двигался от своего источника к экрану через обе щели.

С другой стороны, если мы выберем убрать экран, мы получаем распределение частиц, совместимое с двумя максимумами, которые мы получаем, если наблюдаем движение точнечной частицы от источника через одну из щелей к соответствующему телескопу. Частица "появляется" (мы видим вспышку) у одного телескопа или у другого, но не в какой-либо другой точке между ними вдоль направления экрана.

Суммируя, мы делаем выбор -- узнать ли нам, через которую щель прошла частица, -- выбирая или не выбирая использование для
детектирования телескопов. Мы откладываем этот выбор до момента времени после того как частица "прошла через одну из щелей или обе щели", так сказать. Кажется парадоксальным, что наш поздний выбор решения о том, получать такую информацию или нет, на деле сам определяет, так сказать, прошла ли частица через одну щель или через обе. Если вы предпочитаете рассуждать именно так (а я этого не рекомендую), частица демонстрирует постфактум волновое поведение, если вы выбрали использовать экран; также частица демонстрирует постфакум поведение как точечный объект если вы выбрали использовать телескопы. Таким образом, наш отложенный выбор способа регистрации частицы, казалось бы, определяет то, как частица на самом деле себя вела до регистрации.
Tags: interesting, physics
Subscribe

promo hellboy_unfeel august 11, 2014 15:19 317
Buy for 10 tokens
В выходные не было времени писать в блог, но некоторые материалы в сети успел прочесть. Наиболее интересным из них считаю вот этот. Очень хороший анализ того, как сетевое патриотическое сообщество постепенно превращается в типичных майданщиков. "Чуждый любого рода рефлексий"(с)…
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 0 comments