Language
Country/Area
No result found
Тайна эксперимента с отложенным выбором: как фотон задним числом решает, является ли он волной или частицей?
Эксперимент с отложенным выбором в квантовой физике был предложен Джоном Арчибальдом Уилером, чтобы бросить вызов нашему традиционному пониманию поведения фотонов. Эти мысленные эксперименты сосредоточены на ключевом предположении: фотоны, похоже, способны «выбирать», вести себя как волны или частицы, когда они перемещаются из одного места в другое. Как это явление, которое не может быть объяснено классической физикой, демонстрирует особые характеристики квантов?
Эксперименты с отложенным отбором показывают, как квантовое поведение зависит от среды столкновения, а не от свойств самого фотона.
Основная цель этих экспериментов — закрыть «лазейку» в традиционном эксперименте с двумя щелями, то есть фотоны, по-видимому, способны воспринимать экспериментальное устройство и корректировать его поведение в соответствии с устройством устройства. Если мы позволим фотону делать выбор во время эксперимента, повлияет ли это на его поведение как частицы и волны? Этот вопрос лежит в основе этих экспериментов.
Эксперимент Уиллера с отложенным выбором
Существуют две основные версии эксперимента Уиллера с отложенным выбором: один — традиционный эксперимент с двумя щелями, а другой — эксперимент с «космическим интерферометром». В двойной щели любой фотон проходит два пути и определяется до того, как достигнет детектора. Если вы решите, стоит ли строить интерферометр во время движения фотона, отображение результатов также кардинально изменится.
В различных комбинациях экспериментальных планов фотоны в конечном итоге проявляют свойства частиц или волн, полностью в зависимости от того, когда наблюдатель проводит измерения.
В ходе испытаний космического интерферометра Уилер исследовал, что произойдет, если фотоны из далекой галактики пройдут через массивную галактику (действуя как гравитационная линза). Это еще больше бросает вызов законам причинности, поскольку фотоны, похоже, уже давно сделали свой выбор.
Вдохновение от эксперимента с двумя щелями
В эксперименте с двумя щелями мы наблюдаем, что фотоны могут проходить через две щели одновременно и интерферировать друг с другом, а это означает, что его поведение зависит от того, вносим ли мы изменения в экспериментальную установку. Если мы случайным образом вставим интерферометры, участвующие в измерении фотонов, до того, как они попадут на экран, появятся интерференционные картины. Это явление заставило исследователей задаться вопросом: фотон выбрал частицу или волну?
Если убрать экран, то явление интерференции исчезает, а это значит, что природа кванта — неопределенный процесс.
Текущие эксперименты и задачи
С развитием науки и техники новые методы позволяют более точно проводить эксперименты с отложенным выбором в лаборатории. Эти эксперименты не только были сложными с научной точки зрения, они также привели к потоку новых наблюдений и открытий, которые еще больше углубили наше понимание корпускулярно-волнового дуализма.
Сегодня исследователи используют сложные квантовые устройства для управления поведением фотонов, и эти операции могут в конечном итоге дать интересные результаты и даже отразить потенциальные последствия в будущем, если принять во внимание наш выбор. Будут ли эти квантовые эксперименты с отложенным выбором бросать вызов нашим представлениям о причине и следствии в будущем?
