Двухщелевой эксперимент с отложенным выбором или квантовым ластиком

22 мая, 2024 8:36 пп

528

Этот эксперимент показал, что фотон видит будущее, и в зависимости от своего будущего меняет свое поведение в прошлом.

Я нашла прекрасное объяснение (у Arvin Ash)  — упрощенный вариант, потому что в оригинале этот опыт очень сложно выглядит. Так что вы все все поймете. Сейчас мы прижмем эти фотоны к стенке!

(Текст ниже — более подробная и расширенная версия видео, рекомендую к прочтению)

Классический двухщелевой эксперимент

Повторю сначала все-таки суть классического двухщелевого эксперимента, потому что многие не видели.

Впервые его провел физик Томас Юнг аж в 1801 году.

Ставим пластину с двумя щелями. Через эту пластину пропускаем луч света. Что вы ожидаете увидеть? Вы ожидаете, что на экране появится 2 освещенные полосы напротив щелей. Но вместо этого получаете интерференцию.

* Пояснение про интерференцию *

Интерференция — это множество полос. Вместо ожидаемых двух полосок напротив щелей мы видим зебру, которая усиливается к центру и ослабевает к краям.

Что такое интерференция? Она возникает при наложении волн друг на друга. Представьте, что вместо света через обе щели пропускают воду. Каждая щель будет формировать свои кольцевые волны, как в том месте, куда кинуть камушек на водную гладь. Эти волны бегут, расходясь от центра (от щели) и в каких-то местах начинают пересекаться с такими же волнами, исходящими из второй щели. В местах пересечения, если горбик одной волны попадает на горбик другой — происходит усиление волны, горбик станет в 2 раза выше. То же и с впадинами. Когда волны дойдут до стены, стоящей напротив пластины с щелями (в нашем случае это экран), то они будут бить о стену с разной силой. Усилившие друг друга участки волн будут бить сильнее, чем погасившие друг друга, посмотрите на картинку:

То же происходит и со светом, проходящим через 2 щели. Мы ожидаем, что напротив щелей появится 2 светящиеся полосы, но на самом деле получаем зебру.

Это не странно, это просто показывает, что свет имеет волновую природу.

Эффект наблюдателя

Странность начинается дальше.

За щелями стоит экран, который ловит фотоны. Так вот, даже если мы выпускаем по одному электрону (или фотону, не важно), он должен выбрать, в какую он щель пойдет. Но он все равно показывает интерференционную картину, то есть показывает, что фотон проходит через обе щели одновременно, интерферирует сам с собой и создает волны.

Дальше всё чудесатее.

Учёные решили подглядеть, что же этот фотон вытворяет по дороге. Как он это проделывает? Проходит ли он через обе щели или через одну? Прямо за щелями ставят детекторы (уловители, в современных экспериментах это поляризационные стекла например, но вариантов множество).

И как только пытаются измерить, через какую он прошел щель, или как он это разделение производит, тут же интерференция пропадает! То есть по порядку это происходит так: фотон таки выбирает щель, детектор его фиксирует, и вместо зебры мы видим 2 полоски! То есть фотон внезапно начинает вести себя не как волна, а как частица.

Отсюда выражение «корпускулярно-волновой характер света», то есть фотон может вести себя и как частица, и как волна.

Если понимаете по английски, вот отличное видео, которое все объясняет максимально просто (кажется было с русским переводом, кто знает — дайте ссылку в коммент плиз):

Двухщелевой эксперимент с отложенным выбором или квантовым ластиком

Так вот, все вот эти скептики говорят о том, что «Ой! Да это же доказано уже, что это все из-за измерения! Это инструменты помешали!»

Ни хрена, блин.

Вот теперь провели двухщелевой эксперимент с отложенным выбором.

Итак.

Представляем себе стандартный двухщелевой эксперимент. Вместо того, чтобы выпускать фотоны напрямую через щели на экран, они пропускают каждый фотон через специальный кристалл, который расщепляет этот фотон на два связанных фотона.

Что означает «связанные частицы»?

Это значит, что одна из них всегда знает о состоянии второй. Например, возьмем два связанных электрона, и у них какой-то определенный спин. Одну частицу оставляем на Земле, вторую отправляем куда-нибудь на Марс. Как только вы замерите спин у электрона, который на Земле, второй мгновенно поменяет свой спин на противоположный.

И «мгновенно» означает, что это быстрее, чем скорость света.

(Читай или смотри «Вселенная локально нереальна, Нобелевка 2023«)

Установка для двухщелевого с отложенным выбором или квантовым стиранием

Слева направо: Луч, стреляющий фотонами; Пластина с 2 щелями; Кристалл (расщепляет фотоны на 2 связанных фотона); голубые линии обозначают путь двух связанных частиц.

Ну, вы видите, как голубенький (фотон) прошел через верхнюю (или левую) щель, разделился надвое (на 2 связанных фотона), вторая половинка его всегда будет знать, что делает первая, в каком она состоянии, как она идет — как частица или как волна.

А фиолетовый — это второй фотон, который прошел через вторую (правую) щель. И его тоже разделили на два связанных.

Вводим в установку детекторы

На рисунке вы видите 4 детектора (которые обозначены Detector 1, Detector 2 и т.п.).

Детектор 1 — это квантовый стиратель.

Почему? Потому что фотоны из обоих щелей с помощью линзы сводятся в 1 луч и оба попадают в этот детектор. То есть, после того, как они пройдут насквозь детектора и покажут либо 2 полоски, либо интерференцию, мы НЕ узнаем, через какую щель прошел каждый фотон.

Детектор 4 — тоже квантовый стиратель.

Только Детектор 2 и Детектор 3 «знают» через какую щель прошли фотоны:

Голубой через верхнюю, фиолетовый через нижнюю.

Далее. У нас перед этими детекторами стоят 2 полупрозрачных зеркала под углом 45 градусов. Это значит, что фотон может либо пройти сквозь зеркало и попасть в Детектор 2 или 3, ЛИБО отразиться от зеркала и попасть в Детектор 4.

Детектор 4 объединяет оба фотона, как и Детектор 1, так что на выходе мы опять не знаем — через какую щель прошел фотон.

Далее. Мы помним, что фотоны связаны. Если нижний попал в Детектор 2 или 3, то он «измерен» — мы знаем, через какую щель он прошел. Соответственно, эту же информацию получает и его брат-близнец сверху, который проходит через квантовый стиратель — Детектор 1. И тогда, после прохождения детекторов, и верхний, и нижний фотоны покажут две полоски.

Если нижний отражается от светоделителя (полупрозрачного зеркала) и попадает в Детектор 4, то информация «стёрта«, мы НЕ знаем, через какую щель прошел нижний фотон. Соответственно, его брат в Детекторе 1 тоже «не знает». И они оба покажут интерференцию (зебру).

Пока что ничего удивительного.

Но мы опустили одну очень важную деталь.

Дело в том, что все детекторы, кроме первого, отнесены на гораздо большее расстояние, и фотоны идут к ним гораздо дольше, чем до первого.

Мы помним, что Детектор 1 — это всего лишь как бы свидетель поведения всех остальных детекторов, потому что только 2 и 3 могут определить, через какую щель прошел фотон.

Но Детектор 1 показывает результаты ДО ТОГО, как фоттоны сделают свой выбор.

Вот они зашли в стиратель (Детектор 4), но Детектор 1 заранее показал интерференцию.

А вот они пошли в Детектор 2 и 3. Но Детектор 1 показал две полоски, опять же заранее:

То есть Детектор 1 показывает нам результат ДО того, как произошло само измерение!

Выходит, что будущее состояние фотона влияет на то, как другие его собратья, вот эти связанные фотоны, поведут себя в прошлом.

Этот опыт проводили не единожды, но результаты всегда были точно такими же.

Я вам больше скажу.

Этот опыт в 2015 году провели не с фотоном, а с атомом гелия. Тогда уже физики вообще охренели, потому что говорят нам: «Ладно, мы привыкли уже, что этот фотон ведет себя так ненормальный. Но атом! У которого есть масса! Который взаимодействует с электромагнитными полями! Как такое вообще возможно?»

А вы говорите — Мессинг.

Если у нас у всех в голове происходят квантовые процессы, то у него они еще и с отложенным выбором!

4.2 / 5. Количество оценок: 6

Оценок пока нет. Поставьте оценку первым.