Почему интерференционные картины в квантовом ластике с отложенным выбором компенсируются? Почему/как у него фазовый сдвиг?

Об этом эксперименте https://en.wikipedia.org/wiki/Delayed_choice_quantum_eraser#The_experiment_of_Kim_et_al._.282000.29

Я предполагаю, что любой, кто может ответить на мой вопрос, уже немного знаком с экспериментом, и вики-страница объясняет его лучше, чем я. Но суть в том, насколько я понимаю: вы посылаете фотоны через двойную щель, а затем разделяете их на два запутанных фотона. Один идет к D0, а другой идет к установке половинных зеркал и детекторов, где происходит изменение 50/50 стирания или сохранения информации, относящейся к пути или «какой щели» прошел фотон.

Установка эксперимента с квантовым ластиком с отложенным выбором, проведенного Kim et al. Детектор D0 подвижный

В то время как совокупный образец всех фотонов, попадающих в D0, представляет собой просто размытую линию, вы можете выбрать подмножества R1, R2, R3 и R4, используя счетчик совпадений. То есть R1 fx показывает только фотоны, попадающие в D0, у которых также есть «сестра» частица, попадающая в D1. Теперь R1 и R2 показывают интерференционную картину, сдвинутую по фазе по отношению друг к другу так, что они компенсируются в собирательном образе D0.

Распределение сигнальных фотонов в D0 можно сравнить с распределением лампочек на цифровом билборде. Когда горят все лампочки, на рекламном щите не будет никакой картины изображения, которую можно «восстановить», только отключив некоторые лампочки. Точно так же интерференционная картина или картина отсутствия интерференции среди сигнальных фотонов в D0 могут быть восстановлены только после «выключения» (или игнорирования) некоторых сигнальных фотонов, и какие сигнальные фотоны следует игнорировать для восстановления картины, эту информацию можно получить, только взглянув на соответствующие запутанные холостые фотоны в детекторах D1-D4.

ось x: положение D0. ось Y: уровни совместного обнаружения между D0 и D1, D2, D3, D4 (R01, R02, R03, R04). R04 в статье Кима не приводится, а предоставляется по их словесному описанию

Теперь вот чего я не понимаю: почему есть разница между D1 и D2? На графиках R1 имеет пик посередине, а R2 имеет впадину, почему бы не наоборот? Что отличает D1 и D2? Что решает, какой из них получает пики в определенных точках, а другой — противоположное?

Также всегда ли D1 и D2 имеют пик или впадину посередине? или они просто всегда сдвинуты по фазе пи по отношению друг к другу, но не по отношению к середине? В любом случае, я действительно хочу знать, почему / как R1 и R2 оказываются сдвинутыми по фазе?

Предоставление подробностей здесь вместо того, чтобы указывать людям на Википедию и объяснять, какой именно пункт вы не понимаете (и какую часть вы понимаете ), вероятно, увеличит ваши шансы получить ответ.

Ответы (2)

Delayed_choice_quantum_eraser#The_experiment_of_Kim_et_al. [...]
Теперь R1 и R2 показывают интерференционную картину

Оба эти двух шаблона подсчета совпадений возникают как функция « x » (см. стрелку с маркировкой рядом с детектором D0 на схеме); т.е. когда детектор D0 помещается в разные места плоскости схождения , где " Линза " дает достаточно резкое изображение кристалла BBO с двумя щелями.

Разные «места изображения x » соответствуют (хоть и немного) разным траекториям лучей от кристалла BBO к линзе; т.е. верхние красные или синие дорожки различаются (очень незначительно) в зависимости от (значения) " x ".

Что отличает D1 и D2?

Важно отметить, что благодаря свойствам кристалла BBO, фотон за фотоном, существует очень точное соотношение между точными траекториями лучей от кристалла BBO до линзы и точными траекториями лучей от кристалла BBO до призмы «PS » . Поскольку первые изменяются в зависимости от (значения) « x », вторые также меняются. Следовательно, точные длины светового пути от любой щели до детекторов D1 или D2 могут изменяться (весьма незначительно) в зависимости от (значения) « x ». Следовательно, отдельно для детекторов D1 или D2 разность длин пути для двух щелей может варьироваться, что приводит к изменению интерференции между конструктивной и деструктивной, поскольку (значение) «x» изменяется в процессе сбора данных.

Конечно, точное расположение экспериментальных компонентов было оптимизировано (и сохранено достаточно стабильным), чтобы эффект интерференции проявлялся заметно.

Также: Если требуется (для того, чтобы установка «работала должным образом и в соответствии с указаниями»), чтобы объединенная скорость счета D1 и D2 (при совпадении с D0) оставалась постоянной и не зависела от (значения) « x » тогда интерференционные картины D1 и D2 обязательно кажутся дополнительными.

Означает ли это, что детекторы D1-4 должны иметь гораздо большее отверстие, чем D0, чтобы уловить все фотоны в широком диапазоне x? Или объектив что-то для этого делает? На самом деле я ожидал, что объектив действительно сожмет диапазон x, что потребует еще меньшего открытия на D0.
@fishinear: « Означает ли это, что детекторы D1-4 должны иметь гораздо большее отверстие, чем D0, чтобы уловить все фотоны в широком диапазоне x? » — Я тоже склонен ожидать этого. Действительно: отверстия детекторов D1-4 могут быть более сопоставимы с диаметром объектива. « На самом деле я ожидал, что линза фактически сожмет диапазон x, требуя еще меньшего открытия на D0 ». — Ну, это выпуклая линза. Чей эффект хорошо иллюстрируется таким образом ...

Если мы представим явление в обратном направлении, опережающая волна оставит либо d1, либо d2. Волна, выходящая из d1, достигает BSc и распадается на синюю и красную, но синяя волна сдвинута по фазе относительно красной из-за отражения от BSc. аналогично для волны, выходящей из d2, в этом случае красный луч сдвинут по фазе..

Я не думал об этом, хотя до сих пор не совсем понял. Итак, у нас есть фазовый сдвиг, но как он распространяется на подмножества R01 и R02? Это подмножества D0, верно?
другая опережающая волна выходит из D0 (из части R01 или R02) встречается с опережающей волной из D1 или D2, в BBO они сливаются и идут к лазерному источнику.
Почему интерференционные картины в квантовом ластике с отложенным выбором компенсируются? Почему/как у него фазовый сдвиг?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v