Wird das Interferenzmuster einfach durch das Anbringen eines Photonenspaltungskristalls nach einem Doppelspalt unterbrochen?

Eine modifizierte Version des Quantenlöscher-Experiments, die nur aus einer Photonenquelle, einem Doppelspalt, einem Photonensplitterkristall und einem Schirm besteht und einen der verschränkten Zwillinge einfängt. Keine Detektoren, keine Spiegel, nichts. Der andere Zwilling ist verloren. Würde dies ein Interferenzmuster erzeugen oder nicht? Die Quellen, die ich finde, sind diesbezüglich nicht eindeutig.

Hier ist die Implikation: Wenn dieses modifizierte Experiment ein Interferenzmuster erzeugt und das vollständige Quantenlöscher-Experiment nicht (wenn es in den Modus versetzt wird, der eindeutig bestimmt, durch welchen Schlitz das Photon gegangen ist, sodass der "Löscher" -Teil fehlt), bedeutet dies wir kann Informationen in die Vergangenheit senden. Stellen Sie sich Folgendes vor: Ich sende Photonen in einer Welle, spalte sie mit Hilfe des Kristalls und suche auf dem Bildschirm nach Mustern, die vom bildschirmseitigen Zwillingsphoton erzeugt werden. Den anderen Zwilling lasse ich zwischen Spiegeln hüpfen, bis ich die Informationen in die Vergangenheit schicken möchte. Nehmen wir an, das Format der Informationen ist binär – „0“ codiert, indem KEIN Interferenzmuster erzeugt wird, und „1“, indem ein Interferenzmuster erzeugt wird. Wenn ich also "0" senden möchte, füge ich die Detektoren zum Setup hinzu (was zum klassischen Setup führt, bei dem der Radiergummi fehlt).

Dies alles hängt von der Antwort des Titels ab: "Bricht das einfache Platzieren eines Photonenspaltungskristalls nach einem Doppelspalt das Interferenzmuster?"

BEARBEITEN: Wie hier gewünscht, stelle ich mir vor und frage, ob die Photonen, die auf den Bildschirm (D0) treffen, ein Interferenzmuster erzeugen.Die vorgeschlagene Einrichtung

Eine Zeichnung Ihres vorgeschlagenen Experiments wäre hilfreich--
Es ist so einfach zu sagen: "Der andere Zwilling, den ich zwischen Spiegeln hüpfe", aber die Reflexion an einem Spiegel ist eine nicht zu vernachlässigende Wechselwirkung, die dem Spiegel einen Impuls verleiht. Ihr Experiment enthält also bereits einen Detektor.
@BenVoigt Nehmen wir an, wir können das perfekt machen. Wenn nicht, werden wir einfach die Entfernungen erweitern und dies stattdessen zu einem FTL-Kommunikationsproblem machen.
Ein wichtiger Aspekt, den man beim DCQE-Experiment beachten sollte, ist, dass das Muster, das die Photonen auf der Hauptseite bilden, nur davon abhängt, was sie auf der Hauptseite treffen. Dieses Muster ist völlig unabhängig davon, was Sie auf der Sekundärseite tun. Sie können die ursprünglichen DCQE-Spiegel und -Detektoren einsetzen, alles entfernen, die sekundären Photonen zum Mond und zurück schicken, es spielt keine Rolle. Das Muster auf der Hauptseite ändert sich nicht. Das Interferenzmuster ist nur sichtbar, wenn man eine bestimmte Teilmenge der Hauptphotonen betrachtet, nicht, wenn man alle Hauptphotonen betrachtet.

Antworten (2)

Ihre vorgeschlagene Konfiguration zeigt keine Störungen.

Was beim Quantum Eraser-Experiment „gelöscht“ wird, ist die Richtungsinformation, nicht die Interferenz. Die SPDC-Stufe (die Sie als "Photonenspaltung" bezeichnen, obwohl dies ein verwirrender und irreführender Begriff ist, der nicht verwendet werden sollte) erzeugt Richtungsinformationen, und das Vorhandensein dieser Richtungsinformationen zerstört das Interferenzmuster vollständig.

Das Quantum Eraser-Experiment stellt das Interferenzmuster wieder her, indem es die Wo-Wege-Informationen auf kohärente Weise sorgfältig löscht (dh indem es Zufallszählungen gegen Messungen annimmt D 1 Und D 2 , in der Schreibweise von Wikipedia ).

Da Ihr Schema dies nicht tut, wird es kein Interferenzmuster geben.

Hier ist eine Zeichnung dessen, was vor und nach dem Kristall passiert, der eine spontane parametrische Abwärtskonvertierung , SPDC, bewirken kann:

einszuzweiphotonen

Ein SPDC-Schema mit dem Typ-I-Ausgang

Die Umwandlungseffizienz von SPDC ist typischerweise sehr niedrig, wobei die höchste erreichte Effizienz in der Größenordnung von 4 Paaren pro liegt 10 6 einfallende Photonen für PPLN in Wellenleitern. Wenn jedoch zu irgendeinem Zeitpunkt eine Hälfte des Paares (das "Signal") erkannt wird, ist bekannt, dass sein Partner (der "Idler") vorhanden ist.

Dies ist eine "Kristall+Photon" -Wechselwirkung , die eine Verschränkung der beiden erzeugten Photonen ermöglicht. Beachten Sie den Begriff Interaktion .

Das einfallende Photon im Doppelspaltexperiment kommt mit einer bestimmten Wellenfunktion, die die Lösung des quantenmechanischen Problems „Photon trifft auf zwei Schlitze bestimmten Abstands mit bestimmten Abmessungen“ löst, und so erhält man das Interferenzmuster, das man einzeln sieht Photon-at-a-Time-Experimente, wie dies in diesem hier. .

Jede Wechselwirkung nach dem Passieren der Spalte ändert diese Wellenfunktion, und aufgrund der Wahrscheinlichkeitsnatur der Quantenmechanik gehen die ursprünglichen Phasen in der Wellenfunktion der einfallenden Photonen, die die Erinnerung an die Doppelspalte tragen, verloren, wenn sie mit einem Atom in a interagieren Detektor oder mit einem ganzen Kristall, der sich in zwei Teile aufspaltet.

Dies wird deutlich in diesem Experiment mit Elektronen:

„Wenn das Elektron inelastische Streuung erleidet, wird es lokalisiert; Das bedeutet, dass seine Wellenfunktion zusammenbricht und sich nach dem Messvorgang ungefähr als Kugelwelle aus dem Wechselwirkungsbereich ausbreitet, ohne jegliche Phasenbeziehung mit anderen elastisch oder inelastisch gestreuten Elektronen“, sagte Frabboni. „Die experimentellen Ergebnisse zeigen Elektronen durch zwei Schlitze (also zwei helle Linien im Bild, wenn elastische und inelastische Streuelektronen gesammelt werden) mit vernachlässigbaren Interferenzeffekten im Einspalt-Fraunhofer-Beugungsmuster, das mit elastischen Elektronen gebildet wird.“

In dem Bild in dieser Antwort streut das Photon unelastisch am gesamten Kristall.

Es reicht aus, zu interagieren, damit das Interferenzmuster des Doppelspalts verloren geht.

Ich kann die von Ihnen gewünschten Implikationen nicht kommentieren, kann jedoch feststellen, dass das ursprüngliche eingehende Interferenzmuster (Phasen) verloren geht.

Danke schön. Ich habe meine Frage gerade mit einer Zeichnung bearbeitet, wie in den Kommentaren vorgeschlagen. Ich wollte Sie nur über die Änderung informieren und sicherstellen, dass wir auf derselben Seite sind. Photonen, die auf den Bildschirm treffen, erzeugen also definitiv kein Interferenzmuster.
Ich kenne die Dynamik dieser Kristalle nicht, es könnte ein Interferenzmuster geben, weil es sein könnte, dass der Kristall selbst eine Art "Doppelspalt" ist, dh dass die Phasen der erzeugten Photonen korreliert sind, aber es wird nicht das Original sein Doppelspalt-Interferenzmuster. Das wird verloren gehen. Man könnte ein Experiment nur mit dem Kristall machen, man braucht die Schlitze nicht.
Das Interferenzmuster wird durch die Energie des Photons, die Frequenz, definiert. Wenn bei jedem "Photon+Kristall" Photonen unterschiedlicher Frequenz auftauchen, kann es kein Interferenzmuster geben. Und vielleicht ist dies die einfachste Erklärung dafür, dass selbst bei einem Doppelspalt keine Interferenz auftritt.
Ich bin mir ziemlich sicher, dass sie Photonen mit der gleichen Frequenz verwenden, daher sollte ein Verlust des Musters aufgrund unterschiedlicher Eingaben kein Problem sein.
Es sind nicht die Eingangs-, sondern die Ausgangsphotonen, werden sie immer in zwei feste Frequenzen aufgeteilt?
Ja, das sind sie: "Dies geschieht durch einen nichtlinearen optischen Kristall BBO (Beta-Bariumborat), der das Photon (von beiden Schlitzen) in zwei identische, orthogonal polarisierte, verschränkte Photonen mit der Hälfte der Frequenz des ursprünglichen Photons umwandelt." Sie verwenden identische Eingaben und sie sagen, dass sie auch identische Ausgaben erhalten. Ich meine, nicht nur im Paar identisch, sondern auch zwischen Paaren.
dann sind es die Phasen, die definieren, ob ein Interferenzmuster zu sehen ist. Wie gesagt, mein Hintergrund liegt nicht im Kristallverhalten.
Wird das Interferenzmuster einfach durch das Anbringen eines Photonenspaltungskristalls nach einem Doppelspalt unterbrochen?
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