【物理學家問光子 '你去哪兒了?】

明道

【物理學家問光子 '你去哪兒了?】

 

雙重麻煩

著名的雙縫實驗的新版本已允許在以色列的物理學家們來衡量是奇怪甚至違反直覺的標準來量子力學的現象。

通過放置沿著一條路徑的一個較大的雙縫實驗的雙縫實驗，研究人員所示光子遍歷的器具，他們既不輸入，也不退出的一段。

該效果，通過調用一個很少使用的解釋在 1964 年首次提出的量子力學的團隊認為，是最好的理解。

也許最簡單和最示範的波粒二象二元是著名的雙縫實驗。

當他們經過兩個狹縫和集結時單獨在一個螢幕上檢測到的干涉現象的粒子如光子或分離，發出的電子錶現為波。

在此最新版本的實驗，列夫 Vaidman和他的同事在特拉維夫大學用作 Mach–Zehnder 干涉儀作為雙縫和光子的粒子。

光學干涉儀使用分光棱鏡將光子束分成兩個單獨的路徑，然後是重組併發送到一個探測器。

這兩條路徑的長度在一個區別規定如何光束干涉時重組，進而影響由探測器測量的強度。

三條可能的路徑

在特拉維夫實驗中，內部 Mach–Zehnder 干涉儀放在外部干涉儀的一條路徑，重組的梁繼續其旅程通過外部設備和探測器 （見下圖）。

這意味著一個光子從源到探測器有三個可能的路徑。實驗的目的是找出哪些路徑採取由至少一些光子到達探測器。

這稱為弱的測量，是與量子力學規律相一致，因為它不涉及測量的任何特定的光子的路徑。

 

 

振動鏡帶兩個狀態向量形式主義成焦點

若要使他們的測量，研究人員在干涉儀振動略，每個在不同的頻率中設置的所有鏡像。

作為一面鏡子震動，它會改變任何從那面鏡子反射的光的光程長。這會改變相區別，當光束重組，不斷變化的強度在探測器。

作為每個鏡像在一個獨特的頻率振動，在檢測到強度在特定頻率的振盪表示光子都打動了一個特定的鏡子。

研究人員通過內部干涉儀安排兩個 pathlengths，這樣，這兩條路徑干擾破壞性地當他們重組。

因此，沒有光線能離開內部干涉儀。

因此，可以預期，在檢測到強度的唯一振盪將來自鏡子繞過內部干涉儀，但這是沒有什麼研究人員發現。

奇怪的結論

檢測到的強度的確做了擺動頻率與此旁路鏡像，但它還在內部干涉儀中的鏡像頻率擺動了。

它確實不，然而，擺動在鏡子指揮燈，進入或離開此內部干涉儀的頻率。

這導致奇怪結論由探測器收到一些光子已通過內部干涉儀實驗，但已從不輸入它和從未離開過它。

研究人員認為這將驗證調用兩個狀態向量形式主義的量子理論的非常規解讀。

它第一次是在 1964 年提出的Yakir 阿哈諾夫，彼得 · 貝格曼和 Joel Lebowitz。

在這裡，在一個特定的地方找到一個粒子的概率是兩個向量的乘積： 其中一個源和一個不斷變化的倒在時間從探測器從時間中不斷演變批轉。

光子可以碰鏡子，當且僅當兩個波在此時都為非零。

內部干涉儀會導致任何波離開它必須具有相同的為零。

不斷向前發展波是零，出去的路上，所以可以在這裡找到沒有光子。

落後演變波通過干涉儀向後傳播，因此零上的方式，以便沒有光子要麼在這裡可以找到。

內干涉儀，不過，這兩個向前和向後-演變的波非零，所以光子穿過這兩個武器 （見圖）。

直覺和解釋

Vaidman 強調，兩國向量形式主義不其實做不同的預測，從 20 世紀 20 年代制定的埃爾溫 · 薛定諤的常規波力學方法。

然而，這次實驗的結果似乎違反直覺的高度，很難使合理化使用傳統的方法。

"你可以定義常量和你能有什麼的直覺上使用兩個狀態向量形式主義，"說 Vaidman，"但是這不是標準量子力學不能解釋在結束了"

Onur Hosten的伊利諾伊大學厄巴納-尚貝恩，他並沒有參與實驗中，在表示，是否您考慮使用兩個狀態向量形式主義的實驗或使用常規波力學方法，由事實不可避免地執行一個弱的測量影響了地球系統產生影響。

振盪中的鏡像本身不會更改 pathlengths，從而破壞內部干涉儀的兩個路徑之間的完美的破壞性干擾和允許波函數漏出來。

光子洩漏出來的概率是有效地為零，但是，因為概率是波函數，傾向于更快波函數本身比零的平方成正比。

"從我的角度看，有趣的是，瞭解為什麼你得到的結果你做，"說 Hosten，添加"但也是有趣弱測量為您提供了一些令人感到不安的答案"

結果是在物理評論快報刊登。預印本是上arXiv可用.

詳細的文章"中軟弱的稱讚"由 Aephraim 斯坦伯格、 Amir Feizpour、 李 Rozema、 狄倫 · 馬勒和多倫多大學的亞曆克斯 Hayat 解釋弱測量

關於作者

Tim Wogan 是一個設在英國的科學作家

 

 

引用：http://www.microsofttranslator.com/bv.aspx?from=&to=zh-CHT&a=http%3A%2F%2Fphysicsworld.com%2Fcws%2Farticle%2Fnews%2F2013%2Fnov%2F26%2Fphysicists-ask-photons-where-have-you-been