Я новичок в квантовой механике. Я понимаю квантовый ластик только с экспериментальной точки зрения. Так что я не понял формализма, описывающего квантовый ластик. Но что говорит нам эксперимент? Знает ли фотон, что за ним кто-то наблюдает? И поэтому он ведет себя по-другому? Видит ли фотон будущее?
Нет, фотон не видит никого, кто смотрит на него. И фотон тоже не видит своего будущего. На самом деле фотон не существует в классическом смысле до того, как его наблюдают.
Все его свойства - например, какие щели он может использовать; ведет ли он себя больше как частица или волна и т. д. - закодированы в волновой функции до самого момента измерения, поэтому их всегда можно "вернуть обратно" к предыдущим ответам. Например, в квантовом ластике фотону снова приказано вести себя как волна, хотя преждевременный аргумент может привести небрежного человека к мысли, что фотон уже решил вести себя как частица навсегда.
Когда вы измеряете фотон, наконец-то можно рассматривать его свойства классически, а волновая функция позволяет вычислить все вероятности того, что результатом будет что-то или что-то другое. В случае квантового ластика мы восстанавливаем интерференционную картину. Но любая попытка «вообразить», что фотон приобрел классическое свойство в любой момент до того, как он был измерен, привела бы к неправильным предсказаниям.
Всегда важно понимать, что фотон всегда ведет себя в соответствии с законами квантовой механики, и нам никогда не разрешается аппроксимировать его с помощью какой-либо классической интуиции, потому что классическая интуиция не работает. Это строгое требование неправильности классической механики можно частично обойти только после того, как фотон действительно обнаружен (поскольку тогда он взаимодействует с классическим объектом, который быстро декогерируется), но не раньше. Другими словами, квантовая механика всегда верна: это главный урок этого эксперимента (и многих других).
Sb1 говорит, что было замечательно, что эксперимент вел себя так, как предсказывали Скалли и Друл. Я не согласен с этой формулировкой. Предсказание могло быть сделано любым отцом квантовой механики — никакой новой физики не использовалось, и они могли предсказать поведение любой установки такого рода. Это могло быть замечательно в 1920-х годах, но после 1920-х годов все подобные эксперименты были обыденной физикой.
«Квантовый ластик» впервые был предложен М. Скалли и К. Друлом. Чтобы понять это, мы должны сначала узнать знаменитый эксперимент с двумя щелями, который, я полагаю, вы уже знаете. Вы должны знать, что в эксперименте с двумя щелями, если фотоны испускаются по одному, на экране детектора образуется интерференционная картина. Как только вы пытаетесь наблюдать, по какому пути следует фотон, то есть через какую щель он проходит, левую или правую щель, интерференция исчезает. Это означает, что знание информации о том, «какой путь» разрушает волнообразный характер фотона, и, следовательно, никакая интерференция невозможна. Но в 1982 году Скалли и Друл предложили потрясающую модификацию эксперимента. Они предложили следующее на основе своих квантово-механических расчетов.
Предположим, что подключено устройство маркировки, с помощью которого мы можем узнать информацию о том, «какой путь» у фотона. Теперь, если непосредственно перед тем, как фотон попадет на экран детектора, мы устраним возможность нашего знания информации о том, «какой путь» путем стирания метки, зарегистрированной маркирующим устройством, обе возможности: фотон прошел через левую щель и фотон прошел через левую щель через правую щель должен вернуться в игру. Обе истории должны вернуться еще раз, и интерференционная картина должна появиться снова. Мы как бы формируем прошлое (предупреждение: будущее ни в коем случае не влияет на прошлое).
Эксперимент проводили Раймонд Чиао, Пол Квиат и А. Стейнберг. Удивительно, но это сработало, как и предсказывали Скалли и Друл. Интерференционная картина действительно возобновилась.
Все остальные объяснения неверны. Свет больше не взаимодействует сам с собой, потому что свет поляризован. Только волны, поляризованные в одном направлении, могут интерферировать друг с другом. Это просто другое измерение. Сделайте «измерение» без помех, и оно не сработает.
У фотона нет памяти, но фотон/электромагнитная волна «знает» свою поляризацию и реагирует (интерферирует) только с волнами, поляризованными таким же образом.
Нет волны, которая разрушается при наблюдении, единственное, что происходит, это то, что измерение на самом деле является не измерением, а изменением системы. Чистое измерение будет только измерять, а не нарушать процесс.
Спенсер Нельсон