Тайны и парадоксы квантовой физики. Книга без формул - Андрей Жуковский

Скачать книгу

7. Схема усложненного эксперимента

      с интерферометром Маха – Цендера

      Что произойдет после этого?

      Не пугайтесь, возьмите в руки карандаш и внимательно рассмотрите путь фотона в новой схеме (см. рис. 7).

      Если вы читаете электронный вариант книги – лучше этот рисунок сейчас распечатать.

      Так же, как и в предыдущий раз, фотон пройдет через даунковертор ДК1 и/или ДК2 и разделится на фотоны с половинной энергией. Так же, как и в предыдущий раз, основные (или сигнальные) фотоны пойдут от ДК1/ДК2 к пластине СД2, а «холостые» фотоны пойдут к СД3 и СД4.

      Однако далее перед «холостыми» фотонами возникнут две альтернативы. Давайте для простоты рассмотрим возможный путь «холостого» фотона, который идет по верхнему пути А.

      1. С вероятностью 50% пройти через светоделитель СД3 и попасть в детектор Д3.

      2. С такой же вероятностью 50% отразиться от светоделителя СД3 и далее попасть на светоделитель СД5. После этого у него также возникнет две альтернативы:

      А) с вероятностью 50% попасть в детектор Д6 (пройти СД5 «насквозь»);

      В) с вероятностью 50% попасть в детектор Д5 («преломиться» в СД5).

      Если верхний «холостой» фотон выберет альтернативу 1, т. е. попадет в Д3, то мы точно узнаем, что первоначальный, неразделенный фотон прошел по траектории А.

      Если верхний «холостой» фотон выберет альтернативу 2, т. е. сработает Д5 или Д6 (все равно, какой из них), то мы уже никогда не узнаем, по какому пути прошел первоначальный, неразделенный фотон.

      Ну а теперь мы вплотную подобрались к самому волнующему моменту.

      Если мы выделим на датчиках Д1 и Д2 регистрации «сигнальных» фотонов, которые появились при срабатывании на Д3 или Д4 их половинок – «холостых» фотонов, то, разумеется, мы обнаружим, что никакой интерференционной картины нет. Зафиксировав путь фотона, мы «лишили» его всякой возможности быть волной.

      Однако если мы выделим на Д1 и Д2 подмножество точек, которые получались при срабатывании только датчиков Д5 или Д6, то мы увидим, что они образуют интерференционную картину!

      Из этого следуют несколько выводов – для того чтобы осмыслить их, давайте проследим путь фотонов в различных модификациях эксперимента еще раз.

      Начнем с сигнального фотона в первом, самом простом эксперименте.

      Сформулируем вопрос: что является причиной изменения свойств сигнального фотона в данном эксперименте?

      В первой модификации эксперимента фотон, выйдя из источника (как нам это представляется) частицей, достигал некоторого материального тела «полупрозрачного зеркала СД1». Достигнув зеркала, он или отражался от него, или проходил насквозь, или одновременно шел по обоим путям. Таким образом, мы можем легко посчитать причиной изменения траектории фотона материальное тело (зеркало), которое он встречал на своем пути. Т. е. здесь все пока выглядит логично.

      Во второй модификации первого эксперимента фотон встречал на своем пути еще одно материальное тело – второе зеркало СД2,

Скачать книгу