Experiment de anulare cuantică

Experimentul de anulare cuantică se referă la un tip de experimente cu dublă fantă în care informațiile de pe calea fotonilor sunt introduse în așa fel încât sistemul să fie reversibil, adică informațiile pot fi șterse.

Premisă

Experimentul cu două fante este considerat de importanță capitală în mecanica cuantică , deoarece permite să demonstreze dualitatea undă-particulă , un aspect fundamental al teoriei, precum și confirmarea principiului cardinal al complementarității . Aceasta din urmă este evidențiată atunci când experimentul este modificat prin dobândirea cunoștințelor despre traseul particulei, adică din care dintre cele două fante a traversat-o, ceea ce atrage după sine dispariția figurii de interferență, urmărindu-și comportamentul doar către aspectul corpuscular. Multă vreme s-a dezbătut care a fost motivul fizic al complementarității și opinia cea mai răspândită, susținută în special de Richard Feynman , a fost că orice instrument adăugat experimentului ar influența particula unei valori minime care nu poate fi eliminată conformprincipiul incertitudinii. determinând dispariția figurii de interferență. ^[1]

Anulare

La începutul anilor 1980 , fizicienii Marlan O. Schully și Kay Druhl au observat, pe baza unui experiment de gândire, că nu era necesară modificarea fizică a aparatului experimental pentru a determina dispariția interferenței, dar singura posibilitate de a obține informațiile ar fi au obținut același rezultat. Această perspectivă (confirmată aproximativ un deceniu mai târziu de un experiment real în optica cuantică ^[2] ) a deschis ușa unei reflecții suplimentare și chiar mai surprinzătoare: dacă simpla posibilitate de a obține o măsurătoare a schimbat rezultatul experimentului, atunci ar putea este posibil să se verifice dacă eliminarea posibilității, sau mai degrabă anularea acesteia (făcând o anumită alegere întârziată ), a permis restabilirea stării inițiale și, în consecință, obținerea reapariției fenomenului de interferență

Din punct de vedere conceptual, rezultatul ar putea fi obținut prin „marcarea” fotonilor individuali cu un fel de „etichetă”, făcându-i recunoscuți pe baza traseului urmat numai după o operație de măsurare, dar asigurându-se că această caracteristică nu a fost dezvăluită, adică măsurarea nu a fost efectuată și că etichetarea în sine a fost eliminată înainte de detectarea fotonului pe ecran.

Cei doi autori au reușit să demonstreze teoretic că prin ștergerea informațiilor conținute în fotoni ar fi de fapt posibil să se observe din nou franjurile de interferență în loc de peticul relativ uniform de lumină tipic corpusculilor. Acesta a fost conținutul celebrului lor articol din 1982. ^[3] . Acest fapt are o semnificație revoluționară mai presus de toate, deoarece ar demonstra reversibilitatea prăbușirii funcției de undă , fenomen care până în acel moment fusese considerat nemodificabil în contextul procesului experimental unic conform dictatelor de la Copenhaga interpretare .

Ulterior, în 1991, însuși Schully, împreună cu Walter și Englert, au propus un nou experiment de gândire, cu noi caracteristici tehnico-teoretice, care, pe lângă confirmarea rezultatului primului experiment, le-a permis autorilor să demonstreze într-un mod mai specific cum motivul fizic al complementarității nu rezidă în principiul incertitudinii, ci în fenomenul corelației cuantice . ^[4]

Anulare întârziată

Același subiect în detaliu: Experimentul de alegere întârziată al lui Wheeler și Experimentul de anulare cuantică a alegerii întârziate .

Un alt aspect și poate mai uimitor al mecanicii cuantice a fost propus încă din 1978 de John Archibald Wheeler odată cu introducerea conceptului de alegere întârziată . ^[5] Omul de știință american a dus într-un fel experimentul cu dublă fantă, propunând un experiment de gândire bazat pe un mecanism astrofizic echivalent, în care inserarea sau nu a observării fotonului înainte de detectarea acestuia pe ecran și, prin urmare, menținerea sau distrugerea figurii de interferență ar putea avea loc teoretic la o distanță foarte mare de timp în comparație cu momentul în care fotonul însuși a traversat fantei. Se părea astfel că o acțiune în prezent ar putea modifica un eveniment trecut, încălcând aparent principiul cauzalității . Un experiment real, chiar dacă nu la scară cosmică, a fost realizat folosind un anumit tip de interferometru , obținând o condiție echivalentă cu cele două fante și demonstrând efectele alegerii întârziate. Ideea lui Wheeler a oferit posibilitatea unor experimente de anulare a alegerii întârziate, care au fost efectiv efectuate începând cu anii 2000, confirmând previziunile teoretice. ^[6]

Notă

Alte proiecte

• Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere din experimentul de anulare cuantică

Portal cuantic : Accesați intrările Wikipedia care se ocupă de cuantică