Τετάρτη, 2 Ιανουαρίου 2008

ΜΕΤΡΗΣΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ κατά BELL



Ό,τι ακολουθεί αποτελεί ελεύθερη μετάφραση ενός πολύ απλού και κατατοπιστικού κειμένου από το πανεπιστήμιο του Τορόντο, το οποίο ολοκληρωμένο θα το βρείτε εδώ.

Στις μετρήσεις Bell αυτό που χρησιμοποιείται όλο κι όλο είναι ένας διαχωριστής δέσμης (beam-splitter), δηλαδή ένας ημιδιαφανής καθρέφτης ο οποίος αφήνει μισά από τα φωτόνια να περνούν και τα άλλα μισά να ανακλώνται.

Έστω ότι στέλνουμε στον καθρέφτη το ένα από τα πεπλεγμένα φωτόνια, που εδώ το ονομάζουμε (Ε1). Εν τω μεταξύ προετοιμάζουμε κι ένα άλλο φωτόνιο (Κ) με πόλωση στις 45 μοίρες, (αυτό που έχει η Alice στο κείμενο για την Τηλεμεταφορά) και το στέλνουμε στον καθρέφτη από την κάτω πλευρά, όπως φαίνεται στο σχήμα δεξιά. Επί πλέον, φροντίζουμε ώστε τα δυο φωτόνια να φτάσουν στην επιφάνεια του καθρέφτη ταυτόχρονα.



Τόσο το Ε1 φωτόνιο όσο και το Κ έχουν 50% πιθανότητα να ανακλαστούν και 50% να περάσουν στην άλλη πλευρά του καθρέφτη. Συνολικά υπάρχει 25% πιθανότητα να βρεθούν και τα δυο στην πάνω δεξιά μεριά του καθρέφτη και 25% πιθανότητα στην κάτω δεξιά. Δες το διπλανό σχήμα. Το τι από τις δυο αυτές εκδοχές θα συμβεί είναι εύκολο να το διαπιστώσουμε αν τοποθετήσουμε έναν ανιχνευτή στις κατάλληλες θέσεις. Έτσι, από την ένδειξη μπορούμε να γνωρίζουμε επ' ακριβώς την πορεία κάθε φωτονίου και το όλο σύστημα δεν έχει κβαντικό ενδιαφέρον.

Υπάρχει όμως και η άλλη περίπτωση. Είτε τα φωτόνια να περάσουν και τα δυό μέσα από τον καθρέφτη είτε να ανακλαστούν. Σε αυτές τις περιπτώσεις δεν είναι δυνατόν να διαπιστώσουμε τι ακριβώς έχει συμβεί και τότε λέμε ότι τα φωτόνια έχουν γίνει entangled. Δηλαδή, δεν γνωρίζουμε αν το φωτόνιο που βλέπουμε για παράδειγμα πάνω δεξιά είναι το Ε1 που ανακλάστηκε ή το Κ που πέρασε μέσα από τον καθρέφτη. Αν κάνουμε το πείραμα με πολλά ζεύγη φωτονίων (Ε1 και Κ), θα διαπιστώσουμε ότι το 25% αυτών καταλήγει με το ένα φωτόνιο προς τα πάνω και με το άλλο προς τα κάτω, όπως στο σχήμα στ' αριστερά. Επίσης το ωραίο είναι ότι το φωτόνιο Ε1 βρίσκεται πάντοτε σε κατάσταση αντίθετης πόλωσης από ότι το Κ, δηλαδή σε -45 μοίρες, όπως ακριβώς συμβαίνει και στα πεπλεγμένα φωτόνια.


Στην μέτρηση Bell που κάνει η Alice στο "Τηλεμεταφορές ο Μήτσος" ανάμεσα στο δικό της φωτόνιο (1) και σ' αυτό που είναι ήδη πεπλεγμένο (2), υπάρχει μια πιθανότητα 25% να βγάλει την ίδια κυματοσυνάρτηση με το αρχικό ζεύγος των πεπλεγμένων φωτονίων (2,3). Όταν την πετύχει, δηλαδή όταν βρει το ένα φωτόνιο πάνω και το άλλο κάτω από τον καθρέφτη, σημαίνει ότι το μπλέξιμο έχει συντελεστεί και ότι τώρα το φωτόνιο (3) του Bob είναι ολόιδιο με το δικό της. Είναι λοιπόν καιρός να τον πάρει στο τηλέφωνο και να του το πει....
Ο ζωγράφος είναι ο Jacek Yerka

1 σχόλιο:

ΝΠ είπε...

Ερώτηση: Γιατί,

"Αν κάνουμε το πείραμα με πολλά ζεύγη φωτονίων (Ε1 και Κ), θα διαπιστώσουμε ότι το 25% αυτών καταλήγει με το ένα φωτόνιο προς τα πάνω και με το άλλο προς τα κάτω, όπως στο σχήμα στ' αριστερά".

Το λογικό θα ήταν 50%, (αφού τα Ε1, Κ, μετά την πτώση στον διαχωριστή δεν ξεχωρίζουν.)