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延迟选择实验

时间:2022-02-12 理论教育 版权反馈
【摘要】:约翰·阿奇博尔德·惠勒在被他称为“延迟选择实验”的讨论中,为叠加原理的奇怪含义提供了新的见解。)如果改动装置,在C和D之间插入仪器X,惠勒讨论的新性质就出现了。如果开关被设置成通过,实验结果和以前一样,在D处有干涉图样。惠勒指出了一个奇怪的事实:可以在光子飞过A之后,设置开关X。

约翰·阿奇博尔德·惠勒在被他称为“延迟选择实验”的讨论中,为叠加原理的奇怪含义提供了新的见解。图9给出了一种可能的结构。一束窄光束在A处分裂为两束子光束,它们分别被B和C处的镜子反射,进而在D处又汇合在一起。在D处,两条路径间的相位差(波已经不再同步)会形成干涉图样。可以考虑一束非常弱的初始光,弱到在任何时刻仅有一个光子穿过设备。那么,D处的干涉效应就可以理解为产生于两个叠加态(左边路径和右边路径)之间的自干涉。(请与第二章双缝实验的讨论进行比较。)如果改动装置,在C和D之间插入仪器X,惠勒讨论的新性质就出现了。X是一个开关,可以让光子通过,也可以使光子转移到探测器Y。如果开关被设置成通过,实验结果和以前一样,在D处有干涉图样。如果开关被设置成转移,并且探测器Y记录了一个光子,在D处就没有干涉图样,因为探测器Y接收到光子被偏移,说明光子一定是走了右边的路径。惠勒指出了一个奇怪的事实:可以在光子飞过A之后,设置开关X。在开关被设置好之前,光子在某种意义上都支持两种选择:左边路径和右边路径都走,和仅走它们中的一个。实际上,物理学家已经沿着这些路线进行了一些巧妙的实验。

   

图9 延迟选择实验

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