Preguntas sobre el experimento del borrador cuántico de elección retrasada

a) ¿Qué sucedería si NO detectáramos una interferencia en D0 8ns antes de que los fotones inactivos enredados llegaran a D3 o D4 y decidiéramos eliminar los divisores de haz BSa y BSb muy, muy rápido para que los fotones inactivos viajaran a D1 o D2? en cambio, por lo tanto, "qué ruta" no se conoce y, por lo tanto, deberíamos ver un patrón de interferencia en D0.

Con solo mirar los datos en D0 solo, nunca verá un patrón de interferencia. Los fotones atraviesan el doble desplazamiento inicial a una velocidad determinada. Cada vez que uno pasa, experimenta una conversión descendente paramétrica espontánea, por lo que tenemos un par de fotones. Cuando la mitad del par para a D0 lo detectamos. Dondequiera que aterrice, aterrice. Tienes que obtener muchos resultados antes de obtener cualquier patrón. Por lo tanto, no puede decir "sin interferencia" y, en particular, un patrón de interferencia es realmente un histograma de frecuencia. Si tiene dos histogramas con valles de uno alineados con picos para el otro, el histograma de frecuencia agregado combinado no tiene picos ni valles. Por lo tanto, no puede esperar hasta que no vea ningún patrón y luego retire los divisores de haz. El patrón proviene de etiquetar cada golpe en D0 con un tiempo y luego clasificarlos en grupos con picos de un grupo encima de valles del otro grupo. Así que el "patrón de interferencia" viene después. Incluso sin los divisores de haz adicionales, llega más tarde porque R1 (coincidencia con D1) y R2 (coincidencia con D2) etiquetan la colección D0 original en dos grupos distintos. Imagine que ve un patrón que no parece un patrón de interferencia y luego, 8 ns después de cada golpe, obtiene información para etiquetar los puntos individuales con una cara feliz o una cara triste y ve que la distribución de la cara feliz desarrolla picos y valles y la La distribución de cara triste desarrolla picos y valles y los valles de uno son los picos del otro y viceversa.

Eliminar los divisores de haz adicionales solo significa que tiene dos cosas para clasificar los resultados en lugar de cuatro. No ve un patrón de interferencia en los resultados agregados en D0, solo lo ve después de ordenar los resultados que ve en los dos histogramas. Y no sabe a qué grupo se ordenará un resultado en particular hasta 8 ns más tarde, cuando detecte en D1 o D2.

b) Si moviéramos el espejo Mb o Ma solo un poco de su posición, de modo que el camino rojo o azul para el fotón fuera un poco diferente en longitud, ¿no seríamos capaces de decirlo a través del tiempo? tardó en llegar a los detectores D2 o D1, ¿de cuál de las dos rendijas provino?

En primer lugar, hay cierto margen de maniobra, un haz que no ha estado encendido siempre no es perfectamente monocromático, por lo que hay espacio para mover un poco los espejos. En segundo lugar, lo que sucede si mueve los espejos es que D1 y D2 se dispararán a diferentes velocidades, por lo que ahora ordenará los resultados en D0 en dos grupos desiguales y ahora los picos y valles de los dos subgrupos no se alinean perfectamente y los más grandes uno se ve cada vez menos en forma de patrón de interferencia hasta que a cierta distancia mágica solo se apaga un detector D1 o D2 (digamos que a cierta distancia solo se apaga D1) y ahora está clasificando los resultados de D0 en un solo grupo.

c) Si reemplazamos D0 con otra doble división, con el camino rojo y azul apuntando cada uno a una de las dos rendijas. En el caso de que el fotón inactivo alcance D3/D4, ¿el fotón de la señal elegiría exactamente una de las rendijas y, por lo tanto, no interferiría consigo mismo?

Respuesta corta, tienes razón. Sin embargo, la forma de onda necesita moverse en un espacio multipartícula. Una función de onda no es un campo en un espacio tridimensional. Y esto sucedió incluso sin agregar una segunda rendija doble. Es por eso que los histogramas de R3 y R4 no tienen picos ni valles (bueno, tienen un pico cada uno y ningún valle a menos que lo consideres un valle en el infinito que se enfocan en una región finita). Entonces, una segunda rendija doble es irrelevante para R3 y R4.

En caso de que quisiera usar una segunda rendija doble para otra cosa, entraré en más detalles sobre lo que haría, si es que haría algo.

Una doble rendija no es mágica, y solo funciona de una manera muy particular en situaciones muy particulares. Por ejemplo, la doble división original tiene un frente de onda láser que ingresa, por lo que las ondas que salen de cada rendija están en fase entre sí. Además, la onda es para una sola partícula y no hay enredo. Esos hechos sirven para determinar exactamente dónde estarán los picos si colocas una pantalla frente a ellos. La luz que se dirige hacia D0 es muy diferente a la luz láser de onda plana monocromática en fase. Es luz entrelazada que se dirige hacia D0, la conversión descendente paramétrica produce luz entrelazada, por lo que cada uno de esos dos haces rojos que salen de la región SPDC se entrelazan entre sí. Es como si hubiera una superposición de dos partículas (una viajando a lo largo de cada uno de esos rayos rojos). Entonces, cada uno de esos pares de haces que salen de la región SPDC es una superposición de estados de diferente polarización. Pero peor que eso, están enredados. Entonces, por sí mismos, individualmente no tienen las propiedades asociadas con el entrelazamiento. Los haces rojo y azul podrían desviarse para que sus vectores de propagación fueran ortogonales a una pantalla con agujeros y dirigidos hacia los agujeros de la pantalla. Si los orificios son grandes en comparación con los anchos del haz, es como no tener una pantalla con orificios. Si los agujeros son pequeños, D0 se disparará con menos frecuencia ya que la pantalla absorbe algunos fotones. Entonces puede reproducir esos aspectos de una configuración estándar de doble rendija. individualmente tienen las propiedades asociadas con el entrelazamiento. Los haces rojo y azul podrían desviarse para que sus vectores de propagación fueran ortogonales a una pantalla con agujeros y dirigidos hacia los agujeros de la pantalla. Si los orificios son grandes en comparación con los anchos del haz, es como no tener una pantalla con orificios. Si los agujeros son pequeños, D0 se disparará con menos frecuencia ya que la pantalla absorbe algunos fotones. Entonces puede reproducir esos aspectos de una configuración estándar de doble rendija. individualmente tienen las propiedades asociadas con el entrelazamiento. Los haces rojo y azul podrían desviarse para que sus vectores de propagación fueran ortogonales a una pantalla con agujeros y dirigidos hacia los agujeros de la pantalla. Si los orificios son grandes en comparación con los anchos del haz, es como no tener una pantalla con orificios. Si los agujeros son pequeños, D0 se disparará con menos frecuencia ya que la pantalla absorbe algunos fotones. Entonces puede reproducir esos aspectos de una configuración estándar de doble rendija. Si los agujeros son pequeños, D0 se disparará con menos frecuencia ya que la pantalla absorbe algunos fotones. Entonces puede reproducir esos aspectos de una configuración estándar de doble rendija. Si los agujeros son pequeños, D0 se disparará con menos frecuencia ya que la pantalla absorbe algunos fotones. Entonces puede reproducir esos aspectos de una configuración estándar de doble rendija.

Pero los dos haces no llegan en fase y cada uno es realmente una superposición entrelazada de diferentes polarizaciones. Por lo tanto, no puede esperar que una doble rendija funcione exactamente igual que en una configuración normal de doble rendija.

Ahora, normalmente, en la mecánica cuántica, puede rastrear las líneas de corriente de probabilidad e incluso hacer ecuaciones dinámicas para ellas. Si hace eso, verá que absorber los bordes de una viga hace que el borde superviviente (nuevo) se reparta más.

Entonces, la nueva doble rendija ensanchará más los rayos. Los canales no eran idénticos a cero ya que las rendijas originales tenían un tamaño finito y estaban espaciadas finitamente (cada haz tenía un grosor sinusoidal). Pero más allá de este tamaño y longitud de onda lejos de la región central de D0, la nueva doble rendija ahora está más dispersa, por lo que debería detectar más picos y valles. Ocurren debido a la diferencia en la longitud de la parte del rojo y el azul. Hay múltiples subgrupos con diferentes ubicaciones para picos y valles porque los haces rojo y azul no tienen una diferencia de fase constante debido al enredo con otros haces.

Por lo tanto, en caso de que el fotón de la señal golpee un área de la pantalla que posiblemente no pueda golpear al interferir consigo mismo (brechas en un patrón de interferencia), sabríamos con certeza que el camino se conoce 8ns de antemano con solo un par de fotones. (señal/rueda loca), en este caso especial?

El histograma de frecuencia en D0 es la suma de los histogramas de R1, R2, R3 y R4. Y R3 y R4 tienen un pico central cada uno, desplazados entre sí ya que el rojo y el azul apuntan a lugares diferentes. Y R1 y R2 tienen picos en los otros valles y viceversa.

Cuando ve un golpe en el canal de R1, ahora sabe que es mucho más probable que D1 no se dispare 8 ns más tarde.

En mi opinión, el experimento es defectuoso tal como se llevó a cabo. Supongamos que el convertidor descendente proporciona solo un fotón que transporta la información de difracción (es decir, capaz de dar un patrón de difracción en Do), y que tiene una probabilidad de 50-50 de ser una señal o un fotón inactivo y, además, BSa y BSb pueden separar las opciones entre los fotones ociosos. Ahora, la prueba correcta es bloquear una de las rutas de BSa o BSb a D1 y D2. El punto es que, si ambos caminos están abiertos, sabemos que los fotones de la señal dan el patrón de difracción, mientras que si un camino está bloqueado, sabemos qué camino tomaron los inactivos relevantes. Sabemos que la difracción era al menos posible.

Lo sé, algunos se quejarán de que esto es una selección de liendres, PERO este es un resultado bastante notable, que desafía la causalidad a través del patrón de difracción dado o no antes de que sepa lo que ha hecho el ocioso y, por lo tanto, se deben seleccionar las liendres, y el espacio en blanco correcto hecho.