Теоретики из Федерального университета Сан-Карлуса, ETH Zurich и Института квантовой оптики Макса Планка измыслили “объяснение” поведения фотонов при интерференции света с позиции квантовой механики, отказавшись от волновой теории света, с её электрическими и магнитными полями, а признали фотоны частицами, имеющими два квантовых состояния – “яркое” и “тёмное”…
«Яркое» состояние — такое, при котором частица может быть обнаружена, а «тёмное» — такое, где она есть, но остаётся недоступной для обычного детектора.
Один из авторов работы, Герд Ремпе, вспоминает, как всё начиналось: «Мы с Селсо Виллас-Боасом долго обсуждали, что произойдёт, если атом будет находиться в поле двух световых волн, каждая из которых может содержать либо один фотон, либо ни одного. Это натолкнуло нас на идею использовать понятие ярких и тёмных состояний света — аналогию с состояниями атомов, описанными Дикке ещё в 1950-х годах».
Оказалось, что в этом подходе классическая интерференция с чередующимися максимумами и минимумами интенсивности превращается в последовательность ярких и тёмных состояний — не волн, а частиц фотонов. Причём фотоны в тёмных состояниях присутствуют, но не взаимодействуют с детекторами.
Подтверждение этой теории Ремпе неожиданно нашёл в старом эксперименте своей группы из 1990-х. Тогда они исследовали, как наблюдение за тем, через какую щель пролетает частица в эксперименте с двумя щелями, влияет на интерференционную картину. Выяснилось, что «мягкое» наблюдение, которое не даёт фотону толчка, всё равно может изменить результат — например, превратить тёмное состояние в яркое, не изменяя траектории частицы. Это для теоретика квантовой механики означает, что факт наблюдения влияет на квантовое состояние — классика квантовой механики.
Модель этих теоретиков описывает интерференцию не как явление суперпозиции световых волн, а как результат взаимодействия запутанных квантовых состояний частиц фотонов. Яркие состояния приводят к максимумам, тёмные — к минимумам. При этом фотоны в тёмных состояниях по-прежнему существуют, просто их нельзя зафиксировать с помощью данного типа детектора.
***
Выглядит теория фотонов частиц, имеющих два квантовых состояния – “яркое” и “тёмное”, в отличие от других теорий квантовой механики, не безумно…Но вот “взаимодействие запутанных квантовых состояний частиц фотонов” это не из реального мира. В реальном мире фотоны обычно не взаимодействуют между собой. Если бы такое “запутанное” взаимодействие было бы обычным, то никакой информации даже о ближайших объектах, не говоря уже о далёких, фотоны до нас донести бы не смогли. Был бы равномерный во всех диапазонах фотонный фон.
Hello! I want to say that this article is amazing, nice written and come with approximately all significant infos. I¦d like to peer extra posts like this .