¿Experimento de doble rendija con un polarizador circular frente a una sola rendija en la perspectiva hacia dónde?

Sin embargo, ¿qué sucede si uno coloca solo un QWP frente a una sola rendija? [...] si uno analizara esto en la perspectiva de qué manera los fotones todavía están 'etiquetados', es decir, los fotones que pasan por la rendija sin el QWP estarían polarizados linealmente, los que pasan por la rendija con el QWP están polarizados circularmente y uno podría, en principio, recuperar la información de qué manera

Este no es el caso. En esta situación, de hecho está 'etiquetando' la luz que proviene de ambas rendijas, pero las etiquetas son parcialmente ambiguas: es posible distinguir las dos etiquetas hasta cierto punto, pero no es posible hacerlo por completo.

La forma más fácil de entender por qué sucede esto es considerar la única forma de determinar sin ambigüedades si la luz está polarizada linealmente a lo largo del eje elegido: es decir, usando un divisor de haz polarizador a lo largo de este eje. Aquí, si entra con luz polarizada linealmente a lo largo del eje ortogonal, se desviará por completo, lo que le permitirá distinguirla del objetivo previsto. Pero, ¿qué pasa con la luz polarizada circularmente? Consiste efectivamente en una mezcla 50:50 de las dos polarizaciones lineales, por lo que el divisor de haz lo dividirá por la mitad y enviará la mitad de la energía a través de cada uno de los puertos de salida. Por lo tanto, puede distinguir parcialmente los dos (un fotón que sale del segundo puerto certificaría que no esdesde la rendija polarizada linealmente) pero no puede hacerlo todo el tiempo (ya que un fotón que sale del primer puerto podría haber venido de cualquiera de las rendijas).

Por lo tanto, la situación está a mitad de camino entre el caso de interferencia total (sin información de qué dirección) y el caso totalmente decoherente (con información completa de qué dirección). Hay información parcial de hacia dónde, por lo que habrá interferencia parcial: las franjas estarán presentes, pero el contraste se reducirá significativamente.

Adaptando mi código de esta respuesta , así es como se verán los patrones de interferencia, para (i) fuentes circulares que giran en sentido contrario, (ii) ambas polarizadas linealmente en el mismo eje, y (iii) una de cada una:

^{Fuente de Mathematica víaImport["http://halirutan.github.io/Mathematica-SE-Tools/decode.m"]["https://i.stack.imgur.com/9ewmD.png"]}

Como puede ver, queda una buena cantidad de interferencia. Pero también es importante tener en cuenta que la amplitud de las franjas es más pequeña y que la parte inferior de los canales en el centro ya no llega hasta el eje, es decir, ya no hay ninguna interferencia destructiva completa en ninguna parte del patrón.

Debe tenerse en cuenta el estado de polarización de la luz que ilumina las dos rendijas. La interferencia entre las porciones de luz que pasan a través de las dos rendijas, cuando se rota la polarización de la luz que pasa a través de una de las rendijas, da como resultado una modulación espacial del estado de polarización de los fotones detectados en la pantalla. El patrón de modulación de polarización se puede calcular simplemente sumando las amplitudes de las ondas de luz (incluida la polarización) de las dos rendijas.

Una forma de pensar en esto es usar el concepto de "función de onda de fotones". Un polarizador destruye efectivamente el fotón original y crea una nueva función, por lo que ahora los fotones que pasan a través de las rendijas ya no son coherentes, por lo que se pierde el patrón de difracción. Es como tener 2 fuentes separadas, una frente a cada rendija. Cuando se elimina un polarizador, una parte de los fotones que pasan a través de ambas rendijas vuelven a ser coherentes y se ve el patrón parcial.