¿Qué patrones podrían observarse en este experimento mental de entrelazamiento cuántico?

Por favor, vea la imagen adjunta a continuación.

ingrese la descripción de la imagen aquíEl DISPOSITIVO emite dos flujos de pares de partículas entrelazadas (B1 y B2) en direcciones opuestas (p. ej.: la partícula n.° 1 (p1) va hacia la izquierda, la partícula n.° 2 (p2) va hacia la derecha, donde p1 y p2 forman un par de partículas). Sigamos el haz de partículas izquierdo (B1) por ahora. Cuando B1 encuentra el Aparato de doble rendija (A1) en su camino, se formará un patrón de interferencia en la pantalla del detector (S1) detrás. Hay un detector de sentido alternativo conmutable (D1) que puede monitorear el aparato de doble rendija (A1). Si D1 está apagado, prevalece el patrón de interferencia; sin embargo, si D1 está activo, la función de onda colapsa y dibuja un patrón balístico a lo largo del tiempo.

Mis preguntas son:

  1. ¿Qué patrón detecta S2 si D1 está activo?
  2. y ¿qué patrón surge en S2 cuando se apaga?

¡Gracias!

enredado en qué estado?
@igael ¿Cómo se relaciona el estado con los patrones detectados en las pantallas?
A las dobles rendijas no les importará el enredo. Podrías correlacionar las detecciones de fotones individuales en las pantallas entre A y B... pero esta es solo otra máquina cuántica de Rube Goldberg que no enseña nada sobre física.
@Balázs: la siguiente pregunta es '¿cuál es la relación entre este enredo y las 2 rendijas exp. ?'

Respuestas (3)

Lo que es más importante, el patrón detectado en S2 no dependerá del detector D1. De lo contrario, esto podría usarse para una señalización más rápida que la luz, lo que es imposible dentro de la mecánica cuántica.

Más allá de eso, lo que verá en S2 dependerá del grado de libertad que se haya enredado. En general, uno esperaría ver un patrón de interferencia, pero si logra enredar un grado de libertad que se relaciona con la rendija tomada por el fotón, no habrá patrón de interferencia.

¿Cuál es la razón por la que las observaciones de S2 no "dependerán" de que D1 colapse la superposición de p1 al determinar en qué dirección se fue? ¿Por qué su par entrelazado p2 no muestra correlación con p1 cuando se mide en S2?
La observación en el sitio 2 posiblemente dependerá del resultado de la medición de qué dirección (si se realiza), pero no del hecho de que se realice. Entonces hay correlación de resultados , pero no dependencia causal entre acciones.
¿Podría explicar cómo el entrelazamiento en diferentes grados de libertad en un par de partículas puede producir resultados diferentes en S2?
@Balázs Si el grado de libertad que se enreda determina la rendija tomada, destruirá el patrón de interferencia, de lo contrario no lo hará.

Cuando se crean fotones entrelazados en experimentos tipo Bell, son sus polarizaciones las que se entrelazan. No me queda claro que sus posiciones o momentos estén enredados de la misma manera. Pero de todos modos, el enredamiento no viola "ninguna acción a distancia" y, en particular, no hay forma de ver en la ubicación S1 qué medición se está realizando en la ubicación S2. Por lo tanto, está claro que un patrón de interferencia observado en la ubicación S2 no puede cambiar según cómo se midan los fotones en la ubicación S1.

Si no hay forma de ver en la ubicación S2 qué medición se está realizando en la ubicación S1, ¿cómo se pueden establecer las correlaciones de medición entre los pares de partículas entrelazadas? En otras palabras: ¿cómo confirmaría que las partículas de los pares entrelazados de hecho estaban entrelazadas?
En su experimento, está asumiendo un enredo. Con eso entendido, no estoy al tanto de que pueda verificar si hay enredos una vez que comenzó el experimento.
@Balázs Correlación no es igual a causalidad.
@EdYablecki cuando la mitad de un par de partículas entrelazadas se decoheren a un cierto estado, la otra mitad siempre se encuentra con estados (anti)correlacionados. No podré nombrar el experimento específico que confirmó esto, pero esto es un hecho (si lo entiendo bien), lo que significa que los científicos tenían que tener una forma de medir ambos extremos.
@Balázs, puede que estés mezclando el enredo y el efecto del observador. Esto es lo que está probando el experimento si los fotones que están entrelazados también lo están para el efecto del observador. La respuesta es no, el efecto del observador no es un estado entrelazado, la polarización sí lo es.
Tenga en cuenta que en la óptica cuántica, el proceso conocido como conversión descendente paramétrica espontánea se puede usar (y se usa de manera rutinaria) para generar entrelazamientos en todo tipo de diferentes grados de libertad de un par de fotones, incluido tiempo-energía, posición-momento, posición angular -momento angular, polarización y cualquier combinación de uno o más de los anteriores dependiendo de la configuración experimental.

Si D1 está apagado en ambos lados, habrá un patrón de interferencia, puede cambiar de fase. Si D1 está encendido, no hay patrones de interferencia en ningún lado.

Si D1 está activado y se conoce la posición de p1, la pregunta es qué tan fuerte es el enredo que determina la posición de p2 con referencia a p1. si es una correlación del 100 %, entonces el resultado no será ningún patrón de interferencia. Una situación algo similar se encuentra en el experimento del borrador cuántico. Supongo que el sistema se puede ajustar idealmente para asegurar una perfecta simetría de las ranuras.
Se podría hacer un experimento interesante para ver cómo D1 afecta la dirección de la partícula 2. Si eliminamos la doble rendija A2, podríamos observar cómo cambia la posición en S2 cuando encendemos y apagamos D1.
En el último se deben registrar los resultados uno por uno para ver la correlación. Si es 100% respecto a la posición, o puede ser parcial en función del minúsculo ángulo entre rendijas.
¿Qué patrones podrían observarse en este experimento mental de entrelazamiento cuántico?
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