Двухщелевой эксперимент и квантовая запутанность

[Bit]

А пока было бы интересно смоделировать разрушение интерференционных паттернов. Что это значит? Пусть задано N>>1 щелей в экране. Пока все щели располагаются на равном расстоянии друг от друга, наблюдается хорошая интерференционная картина. Однако, если расстояние между щелями будет случайным (генератор случайных чисел может задать такое случайное распределение), то интерференция разрушится и на фотопластинке мы должны увидеть размытое пятно. В дальней зоне (математически на бесконечности) эти оценки выполняются аналитически. В ближней зоне аналитически эту работу выполнить нет возможности и единственный вариант - это вычисление на компьютере.

А еще было бы интересно башипизюка поставить в ближнюю зону, и посмотреть, как изменится ИК в его присутствии. Опять же как поляризация вакуума вокруг него будет влиять на траектории? Только ему излучение надо пожестче, рентгеновское какое, ну помощнее, обычным его не возьмшь, живучий тип.

Валера, если наблюдатель находится перед щелями (между излучателем и щелями), ИК исчезает. А как это обьясняется с точки зрения Бомовской интерпретации? Ведь если я правильно понимаю, рисунок ковра Таблота не зависит от того, что происходит перед щелями, но только от самих щелей?

[Vitaliy]

...Валера, если наблюдатель находится перед щелями (между излучателем и щелями), ИК исчезает. А как это обьясняется с точки зрения Бомовской интерпретации? Ведь если я правильно понимаю, рисунок ковра Таблота не зависит от того, что происходит перед щелями, но только от самих щелей?

Ага!... Вот и Бит смотрит в эту сторону... Я бы только уточнил, что нам бы важно увидеть, что не наблюдатель тут правит бал, а измеритель или детектор, индикатор.

И потом, мне остался непонятным пафос многощелевости в моделировании. Может быть, имеет смысл в тонких вопросах разрушения ИП ограничиться двумя щелями - и вычислительных ресурсов меньше потребуется...

[valeriy]

Я в этом нисколько не сомневаюсь.

Я в этом тоже не сомневаюсь. Но следует заострить внимание на один момент - меняется конфигурация решетки. Правильно расположенные в пространстве щели, заменяются на щели, которые в пространстве располагаются нерегулярно. Здесь главная роль в организации интерференционного паттерна отводится правильной организации 3-х мерного пространства - то, как ты разместишь в этом пространстве решетки, зеркала и прочие прибамбасы, от этого будет зависеть интерференционный паттерн. Люба не преминула бы заметить, "ищите краевые условия" (здесь я перефразирую известную реплику "ищите женщину"). Наше пространство и то, как оно обустроено, определяет интерференционную картину, если и только если, импульсы частиц (скорости) соизмеримы с масштабами изготовленных пространственных конфигураций. Обращаясь к формулам де Бройля, это можно перевести на язык волновых векторов и длин волн.

[Pipa]

… если наблюдатель находится перед щелями (между излучателем и щелями), ИК исчезает. А как это объясняется с точки зрения Бомовской интерпретации? Ведь если я правильно понимаю, рисунок ковра Талбота не зависит от того, что происходит перед щелями, но только от самих щелей?

   Давно пора зарубить себе на носу, что безконтактное получение информации невозможно в принципе, а уж тем более в микромире. Уже только поэтому слово «наблюдатель» следует исключить из лексикона, поскольку оно создает иллюзию о возможности наблюдать, не вмешиваясь.
    Я полагаю, что разрушение интерференционных паттернов произойдет не только в том случае, если мы «криво» расставим щели, но и если нарушим «синхронность» вылетов через щели. Другими словами, введем возмущения не в положение щелей, а в начальное время пролета через щель t₀, которое в нашей расчетной модели для всех щелей одинаково и принимается за нуль. Т.е. тут мы вполне имеем право начинать «летоисчисление» с любой удобной даты, а самой удобной датой как раз является время появления частицы из щели. Но это лишь в том случае, если время вылета t₀ на всех щелях одинаково.
     Достаточно ввести асинхронность, т.е. некоторое случайное время запаздывания, разное у каждой щели, как, скорее всего, произойдет то же самое смазывание картинки, как и в случае нарушения эквидистантного расстояния между щелями. Ведь то и другое приводят к одному и тому же эффекту – нарушают фазы «волн вероятности», складываемых в одной точке.
     Наблюдатель или детектор возле щели фактически и вносит такого рода случайное запаздывание, подобно тому, как проверка документов на дороге нарушает стройный поток машин. А ведь наблюдение это даже не проверка документов, а некий эксперимент, требующий еще больше времени.
     Ковер Талбота – это хрупкое явления, причиной которого является математический эффект существования общего делителя. Именно благодаря ему мы достаточно часто наблюдаем «парад планет», проявляющийся либо как «горы» (максимальная сумма), либо как «лагуна» (минимальная сумма). Но стоит только сделать «периоды обращения» некратными (т.е. не выражающимися рациональной дробью), как такие события станут настолько исключительной редкостью, что про них можно будет забыть.
    Далекая аналогия этой ситуации – аккорд в музыке. В том-то и состоит смысл нотного стана, что частоты нот выбраны так, что их отношения близки к простым рациональным дробям, благодаря чему в одном аккорде можно подобрать такие ноты, которые образуют регулярные биения, когда достигается наименьшее общее кратное. Частоты звуков выбрать произвольно, чтобы аккорды перестали звучать, превратившись в какофонию.
    Ковер Талбота в этом отношении несколько сложнее, поскольку представляет не одномерную, а уже двумерную картину наложения волн. Но тем и выше предъявляемые им требования к обеспечению подобия характеристик излучателей, являющихся провокаторами совпадения фаз в одном и том же месте и времени.

[valeriy]

Валера, если наблюдатель находится перед щелями (между излучателем и щелями), ИК исчезает. А как это обьясняется с точки зрения Бомовской интерпретации? Ведь если я правильно понимаю, рисунок ковра Таблота не зависит от того, что происходит перед щелями, но только от самих щелей?

Когда много щелей, то закрытие отдельных щелей исказит ИК в окрестности этих щелей. А в окрестности других щелей ковер Талбота будет, практически, неизменным. Рисунок ковра Талбота зависит от следующих трех условий, сформулированных М. Берри: (а) пучок света/частиц распространяется парахиально оптической оси решетки (параллельно оптической оси); (б) щелей должно быть по возможности много; (в) отношение (длина волны) к (ресстояние между щелями) должно быть по возможности малым. Пункты (б) и (в), в теоретическом плане, предполагают пределы - число щелей стремится к бесконечности, а упомянутое отношение стремится к нулю. В этом предельном случае ковер Талбота становится настоящим математическим фракталом. Рисунок ковра Талбота очень даже зависит от того, что происходит перед щелями, в окрестности которых этот ковер существует.

[valeriy]

Я полагаю, что разрушение интерференционных паттернов произойдет не только в том случае, если мы «криво» расставим щели, но и если нарушим «синхронность» вылетов через щели. Другими словами, введем возмущения не в положение щелей, а во начальное время пролета через щель t0, которое в нашей расчетной модели для всех щелей одинаково и принимается за нуль.

Пипа, я бы хотел тебя здесь слегка поправить. Важно, что на решетку падает монохроматический поток частиц. Разрушить интерференционный паттерн можно просто, если на решетку бросить немонохроматический пучок. Поскольку он состоит из суперпозиции большого количества монохроматических пучком, то каждый из этих пучков создает свой ИК. Но все вместе они замазывают интерференционную картину.

[Любовь]

Опять же, как часто бывает, что здравый смысл может оказываться ложным, при более тщательном исследовании.

здесь важно - какой смысл считается здравым

недавно внук зажал свой мизинчик в двери, раздавил мышцы и рассек кожу... боль, ессно, ужасная, и, ессно, крику было...
 я его постаралась успокоить, попросила перестать кричать, но делать глубокие расслабляющие вдохи-выдохи, когда он малость успокоился, попросила перестать думать о то, что пальчик болит, но думать о том, что он уже заживает...
пальчик оч скоро перестал болеть...

[Bit]

Давно пора зарубить себе на носу, что безконтактное получение информации невозможно в принципе, а уж тем более в микромире.

Не совсем понял, с чего это вдруг, но раз так, то хотелось бы услышать поподробнее, кто получил нобелевскую премию, за открытие этого принципа?

Наблюдатель или детектор возле щели фактически и вносит такого рода случайное запаздывание, подобно тому, как проверка документов на дороге нарушает стройный поток машин. А ведь наблюдение это даже не проверка документов, а некий эксперимент, требующий еще больше времени.

Так можно поставить по наблюдателю у каждой щели, что бы они синхронно изменяли входящую волну.

пучок света/частиц распространяется парахиально оптической оси решетки (параллельно оптической оси);

А если поставить по детектору у каждой щели, но источник фотонов расположить под углом, так, что бы после взаимодействия с детекторами пучок падал на решетку "правильно"?

Или добавить еще ряд щелей, расположив их в местах максимумумов на ковре Талбота?

[Vitaliy]

... Давно пора зарубить себе на носу,

... при этих словах хочется втянуть голову в плечи, потупить взор и начать в смущении ковырять клеенку пальчиком  

что безконтактное получение информации невозможно в принципе, а уж тем более в микромире. Уже только поэтому слово «наблюдатель» следует исключить из лексикона, поскольку оно создает иллюзию о возможности наблюдать, не вмешиваясь.

... хотя с сутью того, что ты тут сказала, я согласен полностью... Выражаясь твоими словами, давно зарубил себе на носу...

Я полагаю, что разрушение интерференционных паттернов произойдет не только в том случае, если мы «криво» расставим щели, но и если нарушим «синхронность» вылетов через щели. Другими словами, введем возмущения не в положение щелей, а в начальное время пролета через щель t₀, которое в нашей расчетной модели для всех щелей одинаково и принимается за нуль.

А вот тут у меня вопросец. Может я ошибаюсь, но мне помнится, что все разрушители ИП ставили пролетные детекторы у одной из щелей, что логически правильно: частица либо отмечается у этого детектора, а если нет - значит она пролетела через свободную щель.

Но давайте поставим детекторы у обеих щелей. И, по идее Пипы, попробуем выравнять времена пролета через них. Информацию мы получим ту же самую: через какую щель пролетела частица... А в экспериментальном пространстве вроде сохраним симметрию... А?

P.S.  Вот вам - здравый смысл на марше: смотрю, и Бит предлагает ставить два детектора...

[Vitaliy]

...недавно внук зажал свой мизинчик в двери, раздавил мышцы и рассек кожу... боль, ессно, ужасная, и, ессно, крику было...

При такой сильной травме следует обязательно убедиться, что кость в порядке. Рентген или томографию надо бы...

[Vitaliy]

Давно пора зарубить себе на носу, что безконтактное получение информации невозможно в принципе, а уж тем более в микромире.

Не совсем понял, с чего это вдруг, но раз так, то хотелось бы услышать поподробнее, кто получил нобелевскую премию, за открытие этого принципа?

Мысль здравая, сама по себе... На Нобелевку, к сожалению, не потянет. Ибо измерение - это всегда оценка результата взаимодействия интересующего нас объекта с другим объектом, который мы условно называем прибором. Они всегда влияют друг на дружку. "Индикация" - это именно регистрация влияния объекта на прибор. В микромире влиянием прибора на эти крохотулечки пренебречь уже никак нельзя...

[Любовь]

Но давайте поставим детекторы у обеих щелей. И, по идее Пипы, попробуем выравнять времена пролета через них. Информацию мы получим ту же самую: через какую щель пролетела частица... А в экспериментальном пространстве вроде сохраним симметрию... А?

осталось придумать детекторы, которые срабатывали бы, не поглощая эти самые детектируемые частицы... нечто типа пузырьковой камеры, но только чтобы не было ни какого взаимодействия с детектором, ну или только мааленький шматочек энергии терялся при прохождении через него, а сама частица продолжала движение через щели...
 типа как дпс-ники на дорогах...

[Любовь]

При такой сильной травме следует обязательно убедиться, что кость в порядке. Рентген или томографию надо бы...

все в порядке, пальчик функционирует нормально...

[Vitaliy]

... осталось придумать детекторы, которые срабатывали бы, не поглощая эти самые детектируемые частицы... нечто типа пузырьковой камеры, но только чтобы не было ни какого взаимодействия с детектором, ну или только мааленький шматочек энергии терялся при прохождении через него, а сама частица продолжала движение через щели...
 типа как дпс-ники на дорогах...

Правильно... Но ведь и сейчас делают эти эксперименты в реале; детектор все-таки на микрочастицы обязательно влиять будет. Но вот... как-то умудряются, обойтись по минимуму. Я, к сожалению, с конкретными конструкциями не знакомился... В частности, действительно, непонятно: вот летит фотон... у него световая скорость... Пролетает мимо детектора... Что, у него может скорость понизиться? Если для нас критично именно время пролета, т.е. скорость...

Именно поэтому, я думаю, хотя бы на компьютерной модели покрутить эти аспекты, дабы пощупать, что на самом деле тут срабатывает - было бы очень нравственно.

[valeriy]

А если поставить по детектору у каждой щели, но источник фотонов расположить под углом, так, что бы после взаимодействия с детекторами пучок падал на решетку "правильно"?

Частица или провзаимодействует с детектором и прекратит свое существование в данном пространстве (у нее началась другая жизнь в теле детектора), или не провзаимодействует. В последнем случае она пройдет через какую-либо прорезь в щели. Но из-за того, что рядом с решеткой была расположена вереница детекторов, то это уже в корне другой прибор, чем просто решетка. Здесь необходими просчитывать вероятности взаимодействия с детекторами, подсчитывать сдвиги фаз в случае, если частица все-же проскочила детектор. То-есть это не такая простая задача, как кажется (а именно, поместили детекторы, а если частица с ними не провзаимодействовала, то их как-будто и нет).

Или добавить еще ряд щелей, расположив их в местах максимумумов на ковре Талбота?

Это не возможно. ковер Талбота - это хитрое распределение плотности вероятности в области, примыкающей к решетке. Если в местах максимумов поместить что-либо еще, то именно этим мы разрушим ковер. Какой паттерн возникнет в этом случае - это отдельная, самостоятельная задача.