¿Simplemente colocar un cristal divisor de fotones después de una doble rendija rompe el patrón de interferencia?

Una versión modificada del experimento del borrador cuántico, que consiste solo en una fuente de fotones, una doble rendija, un cristal divisor de fotones y una pantalla, que captura a uno de los gemelos entrelazados. Sin detectores, sin espejos, nada. El otro gemelo está perdido. ¿Produciría esto un patrón de interferencia o no? Las fuentes que encuentro no son claras al respecto.

Aquí está la implicación: si este experimento modificado produce un patrón de interferencia y el experimento completo del borrador cuántico no lo hace (cuando se coloca en el modo que determina inequívocamente por qué rendija pasó el fotón, por lo que falta la parte del "borrador"), significa que puede enviar información al pasado. Imagínese esto: envío fotones en una onda, los divido, usando el cristal y busco patrones en la pantalla, producidos por el fotón gemelo del lado de la pantalla. El otro gemelo lo reboto entre espejos hasta que quiero enviar la información al pasado. Digamos que el formato de la información es binario: "0" codificado al NO producir un patrón de interferencia y "1" al producir un patrón de interferencia. Entonces, si quiero enviar "0", agregaré los detectores a la configuración (dando como resultado la configuración clásica, sin el borrador),

Todo esto depende de la respuesta del título: "¿Simplemente colocar un cristal divisor de fotones después de una doble rendija rompe el patrón de interferencia?"

EDITAR: Como se solicitó aquí es lo que imagino y pregunto si los fotones, al golpear la pantalla (D0) producirán un patrón de interferencia.La configuración propuesta

Un dibujo de su experimento propuesto sería útil--
Es muy fácil decir "El otro gemelo reboto entre los espejos", pero el reflejo de un espejo es una interacción no despreciable, que le da impulso al espejo. Entonces su experimento ya tiene un detector.
@BenVoigt Supongamos que podemos hacerlo perfectamente. Si no, simplemente extenderemos las distancias y convertiremos esto en un problema de comunicación FTL.
Un aspecto importante a recordar sobre el experimento DCQE es que el patrón que hacen los fotones en el lado principal solo depende de lo que encuentren en el lado principal. Ese patrón es totalmente independiente de lo que hagas en el lado secundario. Puedes poner los espejos y detectores DCQE originales, quitar todo, enviar los fotones secundarios a la luna y viceversa, no importa. El patrón en el lado principal no cambiará. El patrón de interferencia solo es visible cuando se observa un subconjunto específico de los fotones principales, no cuando se observan todos los fotones principales.

Respuestas (2)

Su configuración propuesta no muestra ninguna interferencia.

En el experimento Quantum Eraser, lo que se "borra" es la información de qué manera, no la interferencia. La etapa SPDC (que usted denomina "división de fotones", aunque es un término confuso y engañoso que no debe usarse) crea información en qué dirección, y la presencia de esa información en qué dirección destruye por completo el patrón de interferencia.

El experimento Quantum Eraser restablece el patrón de interferencia borrando cuidadosamente la información en qué dirección de una manera coherente (es decir, tomando recuentos de coincidencias contra las mediciones en D 1 y D 2 , en notación de Wikipedia ).

Dado que su esquema no hace eso, no habrá patrón de interferencia.

Aquí hay un dibujo de lo que sucede antes y después del cristal que puede dar una conversión descendente paramétrica espontánea , SPDC:

uno a dos fotones

Un esquema SPDC con la salida Tipo I

La eficiencia de conversión de SPDC suele ser muy baja, y la eficiencia más alta obtenida es del orden de 4 pares por 10 6 fotones entrantes para PPLN en guías de ondas. Sin embargo, si se detecta la mitad del par (la "señal") en cualquier momento, se sabe que su compañero (el "inactivo") está presente.

Esta es una interacción "cristal+fotón" , que permite que los dos fotones producidos se enreden. Nótese el término interacción .

El fotón entrante en el experimento de la doble rendija viene con una función de onda específica, que es la solución del problema de la mecánica cuántica "el fotón golpea dos rendijas separadas por una distancia específica y con dimensiones específicas", y así se puede obtener el patrón de interferencia que se ve en una sola experimentos de fotones a la vez, como este en este de aquí. .

Cualquier interacción después de pasar las rendijas cambiará esta función de onda, y debido a la naturaleza probabilística de la mecánica cuántica, las fases originales en la función de onda de los fotones entrantes, que llevan la memoria de las rendijas dobles, se perderán si interactúan con un átomo en un detector o con un cristal entero partiéndose en dos.

Esto se ve claramente en este experimento de qué manera con los electrones:

“Cuando el electrón sufre dispersión inelástica, está localizado; esto significa que su función de onda colapsa y, después del acto de medición, se propaga aproximadamente como una onda esférica desde la región de interacción, sin ninguna relación de fase con otros electrones dispersos elástica o inelásticamente”, dijo Frabboni. “Los resultados experimentales muestran electrones a través de dos rendijas (es decir, dos líneas brillantes en la imagen cuando se recolectan electrones dispersos elásticos e inelásticos) con efectos de interferencia insignificantes en el patrón de difracción de Fraunhofer de una rendija formado con electrones elásticos”.

En la imagen de esta respuesta, el fotón se dispersa inelásticamente en el cristal total.

Basta con interactuar para que se pierda el patrón de interferencia de doble rendija.

No puedo comentar sobre las implicaciones que quería, pero puedo afirmar que el patrón de interferencia entrante original (fases) se pierde.

Gracias. Acabo de editar mi pregunta con un dibujo, como se sugiere en los comentarios. Solo quería informarle sobre la edición y asegurarme de que estamos en la misma página. Entonces, los fotones, golpeando la pantalla definitivamente no producirán un patrón de interferencia.
Desconozco la dinámica de estos cristales, podría haber un patrón de interferencia porque podría ser que el cristal en sí sea un tipo de "doble rendija", es decir, que las fases de los fotones generados estén correlacionadas, pero no será el original. patrón de interferencia de doble rendija. Eso se perderá. Uno podría hacer un experimento solo con el cristal, no necesita las rendijas.
El patrón de interferencia está definido por la energía del fotón, la frecuencia. Si surgen fotones de diferentes frecuencias con cada "fotón + cristal", no puede haber un patrón de interferencia. Y tal vez esta sea la explicación más simple de que no hay interferencia, incluso comenzando con una doble rendija.
Estoy bastante seguro de que usan fotones con la misma frecuencia, por lo que la pérdida del patrón debido a las diferentes entradas no debería ser una preocupación.
No es la entrada, son los fotones de salida, ¿siempre se dividen en dos frecuencias fijas?
Sí, lo son, "Esto se hace mediante un cristal óptico no lineal BBO (borato de beta bario) que convierte el fotón (de cualquiera de las ranuras) en dos fotones entrelazados idénticos, ortogonalmente polarizados con la mitad de la frecuencia del fotón original". Usan entradas idénticas y dicen que también obtienen salidas idénticas. Quiero decir, no solo idénticos en el par, sino también entre pares.
entonces son las fases las que definirán si se puede ver un patrón de interferencia. Como dije, mi experiencia no está en el comportamiento del cristal.
¿Simplemente colocar un cristal divisor de fotones después de una doble rendija rompe el patrón de interferencia?
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