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2014年4月11日 星期五

第n手報導之六:Delayed Choice


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. 右上角的半鍍銀鏡(即detector 1/2之前的半鍍銀鏡),在波的模型中扮演重要的角色,也就是使兩種相位不同的波發生干涉。在單一光子的情況下,有此銀鏡,則透過控制光子可能走的路徑長度,可控制光子到達detector 1或2的機率,也就是波的機率模型,在此模型中,單一光子必須走兩條路徑,才能發生干涉。若是此銀鏡不在,則單一光子被detector 1或2偵測的機率則為粒子模型的機率,即分光鏡(beam splitter)使單一光子走單個不同路徑的機率。

3. 現在有一裝置,可在單一光子出發後,也就是選擇走SB或RB路徑之一後,再決定要不要將半鍍銀鏡置入此系統。也就是在光子到達半鍍銀鏡位置之前,半鍍銀鏡才決定要不要參與這個系統。在傳統思維中,這必意味著單一光子已經行走了某一路徑,而後銀鏡才出現,在這種情況中,detector 1/2偵測到光子的機率,將不會是波的機率模型。

4. 實驗結果:仍然會出現波的機率模型,這意味著,光子可以改變過去的行為。這是傳統的時間思維。有任何其他方法可以解釋此事?

5. 古典的想法: 光子分裂成兩個, 分別走兩條路, 如此方能形成干涉。但光子又怎可分開? 這顯然矛盾。如果光子不能分開, 則可用「隱變量」來說明,但隱變量一直找不到。

6. 半鍍銀鏡不在之時,光子表現的像粒子。有沒有可能其實光子仍然是波,只是此時波的行為結果和粒子相同,且由隱變數影響?

P.S.
Charles Addams Skier Thought Experiment (from New York Times): http://graphics8.nytimes.com/images/2006/12/03/books/YAGO600SPAN.jpg





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