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2013年12月6日 星期五

第n手報導之五:Mach-Zehnder Interferometer


圖示為一干涉儀示意圖:


1. Beam splitter會讓50%的光穿過,50%的光反射。因此Detector 1/2都可以偵測到光,若是發射單一的光子,則各有50%的機率。
現在調整其中一條路徑長度(抵達detector 1、2的總路徑長度),使得光在該路徑發生destructive interference,則光只會百分之百抵達其中一個detector。若一次只發射一個光子,並操作很多次,情況亦同。不論用哥本哈根詮釋,或平行宇宙詮釋都可以說明這種現象。事實上這和雙狹縫干涉實驗的道理相同。

2. Elitzur–Vaidman bomb tester, 如圖所示。


若是在發生destructive interference的路徑上放炸彈,則原本無法偵測到光/光子的detector,現在又可以偵測成功了。同樣的,用哥本哈根詮釋,或平行宇宙詮釋都可以說明。只是引爆的機率是1/2。

3. 圖示為改良版的炸彈偵測器,提出人之一是Anton Zeilinger。


圖中的偵測器,若在沒有炸彈時,其偏振角度會被polarization rotator改變角度,例如1度。而分光器會讓光的垂直分量通過、水平分量反射。合成之後將使光的偏振角度維持原本的偏振角度

若有炸彈時,則因其中一條分光路徑不再作用,故合成之後將使光的偏振角度變為垂直。如果polarization rotator只會改變1度,則光走「有炸彈」的路徑之機率將大為降低,引爆之機率亦大大降低。

故利用此裝備則可偵測炸彈是否存在(若有,則偏振為垂直)而不必真的和炸彈有交互作用(但仍有極低的風險會引爆)。





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