deda, 4 października 2019, 05:08
Proszę spróbować rozkminić działanie bomby Elitzura-Vaidmana aby dostrzec paradox :
CZYLI : Jak optycznie wykryć obecność czegoś, ale bez uderzania w to fotonami ??
Problem, który chcemy rozwiązać, to sposób optycznego wykrywania obecności czegoś, ale bez trafiania w niego fotonów. Może to być wiele rzeczy, np. Dłoń, detektor, ultraczuły film lub pojedynczy atom. Dwóch fizyków, którzy ujawnili ten temat w 1993 r., Elitzur i Vaidman (EV), uważali „superbomb”, który, gdyby posiadał element wyzwalacza / detonatora, wybuchałby za każdym razem, gdy trafiłby nawet pojedynczy foton. Niektóre bomby zawierają pierwiastek, a niektóre nie. (Te pierwsze to tak zwane „dobre” bomby, te drugie to „złe” bomby [proszę nie wchodzić w sprawę, które z nich są naprawdę dobre!]). Teraz celem jest, biorąc pod uwagę zapas tych bomb w zapieczętowanych skrzyniach, dowiedzieć się, które z nich są dobre. (Ponadto nie wolno wstrząsać skrzyniami ani w inny sposób ryzykować zakłócenia bomb).
Detektyw ograniczony do dziedziny fizyki klasycznej ma kłopoty. Może wejść do całkowicie zaciemnionego pokoju i podważyć pokrywę skrzyni. Co wtedy Jeśli naprawdę nie ma wcale światła - jeśli żadne fotony w ogóle nie uderzają w element wyzwalający - wtedy nie otrzymuje żadnych informacji. Jeśli z drugiej strony pojedynczy foton uderza w element, to z definicji dochodzi do głośnej eksplozji, a detektyw wie, że to była dobra bomba. Wydaje się, że nie ma sposobu na znalezienie dobrych bomb bez ich eksplodowania.
Przed opublikowaniem szczegółów tych pomysłów (a zatem poddania ich „recenzji”) waham się powiedzieć zbyt wiele. Jednak czytelnik, który dotarł tak daleko, zasługuje na to, aby wiedzieć, co nas czeka. Jest rzeczą naturalną, że kiedy weźmie się pod uwagę pomiary „normalnego” obiektu bez interakcji, można zacząć rozważać modyfikacje. Na przykład, co się stanie, jeśli obiekt jest półprzezroczysty? Okazuje się, że wyżej opisane schematy również nie działają (w końcu polegają na „załamaniu”, które z kolei zależy od całkowitego braku absorpcji fotonu). Istnieją jednak sposoby ich ulepszenia, a być może nawet wykorzystania ich do ultraczułych pomiarów gęstości optycznej.
Innym bardzo interesującym tematem jest przedmiot kwantowy, tj. Taki, który może znajdować się w superpozycji bycia „tam” i „nie tam”. Jednym z takich przykładów jest atom w interferometrze atomowym, który jednocześnie występuje w obu ramionach. Innym jest niedawna demonstracja oddzielonego jonu autorstwa Winelanda i wsp., W której pojedynczy jon w pułapce współistnieje w dwóch oddzielnych punktach w przestrzeni. Jeśli takie układy zostaną ocenione przy użyciu schematów pomiarowych wolnych od interakcji, wówczas dwa podsystemy - obiekt kwantowy i światło pytające - zostaną splątane. W rzeczywistości, chociaż nie omawialiśmy go tutaj wcale, dla wystarczająco dużego N metody pomiaru bez interakcji działają nawet dla stanów wielu fotonów, nawet dla słabych klasycznych impulsów. Dlatego łącząc takie dane wejściowe z obiektem kwantowym, można przenieść superpozycję kwantową tego ostatniego na ten pierwszy. Innymi słowy, można tworzyć superpozycje „wiązek” fotonów; na przykład, można było wytworzyć puls światła ze średnio 20 fotonami, z których wszystkie były poziome lub wszystkie były pionowe, a jednak do momentu wykonania pomiaru żaden z nich nie miałby określonej polaryzacji. Taki szczególny stan rzeczy byłby skromnym przykładem kota Schroedingera.
Wreszcie, inną drogą, którą obecnie badamy, jest rozszerzenie powyższych technik, aby umożliwić dwuwymiarowe obrazowanie obiektu. Jako prosty przykład można następnie nakręcić film in situ kondensatu Bosego-Einsteina bez wysadzenia go w powietrze, ponieważ bardzo niewiele fotonów zostaje ostatecznie wchłoniętych przez ultra-zimne atomy kondensatu. (W praktyce jednak najnowsze metody dalekiego rezonansu Ketterle i in. Prawdopodobnie będą bardziej… praktyczne).
Podsumowując, nie jest całkowicie jasne, jakie wspaniałe zastosowania będą miały zasady pomiarów bez interakcji, ale pewne jest, że pewna bardzo interesująca fizyka jeszcze nie została odkryta.
