Proposed experiment of which-way detection by longitudinal momentum transfer in Young's double slit experiment
光子的动量可能会揭示杨氏双缝实验中“哪条路”问题的答案。一个光子通过两种介质之间的边界,其中光子以不同的速度行进,根据动量守恒定律经历动量变化。光子的动量被局部地传递到介质,并且介质之间的边界接收应力,这决定了光子的轨迹。使用可以将应力转换为电荷的晶体板进行实验。我们能够在检测到屏幕上的光子后检测到电荷,并控制光子检测的灵敏度。通过这个拟议的实验,它是确定是否试图检测光子旅行的“哪条路”破坏了干涉图案。
2009-05-14 quant-ph
Characterizing vortex beam with angular-double-slit interference
研究了拉盖尔-高斯光束在角双缝干涉仪中的夫琅禾费衍射光强分布。结果表明,在这种干涉几何结构下,涡旋光的螺旋相位结构可以清晰地显示出来,这为区分不同阶次的拉盖尔-高斯光束提供了一种有效的方法。这种角向双缝干涉使我们对轨道角动量的性质有了更好的理解,并对涡旋光束干涉现象有了更好的解释。
2013-05-24 physics.optics quant-ph
Dynamics, locality and weak measurements: trajectories and which-way information in the case of a simplified double-slit setup
本文研究包含弱耦合指针的简化双缝装置,通过“弱轨迹”推断局域动力学,并与模动量方法和 de Broglie-Bohm 图像等非局域动力学描述进行对比。
2024-03-15 quant-ph
A double-slit `which-way' experiment on the complementarity--uncertainty debate
在杨氏双缝中进行单向测量会破坏干涉图样。玻尔声称,波和粒子行为之间的互补性是由海森堡的不确定原理强制执行的:区分两个距离为s的位置将一个随机动量q \sim \hbar /s传递给粒子。这一说法一直受到争议:史高丽等人声称在某些情况下,干涉可以在没有动量转移的情况下被摧毁,而斯托里等人则声称玻尔的立场总是有效的。我们使用弱测量的实验技术来解决这个问题。我们测量q的分布,该分布远超过[- \hbar /s,\hbar /s],但仍然具有与零一致的方差。因此,这个弱值动量转移分布P_{wv}(q)反映了争论的双方。
2007-08-29 quant-ph
Significant nonclassical paths with atoms and cavities in the double-slit experiment
在双缝实验中,非经典路径是穿过两条缝的费曼路径。以前的工作与原子腔作为双缝实验中的哪一个方向的探测器已经表明,这些路径是实验上无法实现的。在本文中,我们将展示如何这样的设置确实可以检测到非经典路径的概率为1%,如果一个人认为一个不同类型的非经典路径比以前的调查。我们还展示了如何使用这种设置来擦除和恢复的非经典路径的连贯性。最后,我们还展示了原子腔如何用于实现玻恩规则违反的精确测量[Quach,Which-way double-slit experiments and Born-rule violation,Phys. Rev. A 95,042129(2017)],到目前为止,这只是一个正式的构造。
2020-10-30 quant-ph
Three-Slit Interference: A Duality Relation
在三缝干涉实验的背景下,解决了干涉和哪条路的信息的问题。提出了一种新的基于非对称量子态鉴别(UQSD)的路径可分辨性${\mathcal D_Q}$.推导了干涉条纹可见度和路径可分辨性之间的不等式${\mathcal V} + {2{\mathcal D_Q}\over 3- {\mathcal D_Q}} \le 1$,它限制了干涉条纹可见度和路径信息的同时获取。有人认为,这个界限是紧的。对于双缝干涉,我们导出了一个新的对偶关系,在不同的限制下,它可化为Englert对偶关系和Greenberger-Yasin对偶关系。
2015-08-27 quant-ph
Which-Way Measurement and Momentum Kicks
双缝干涉实验中的哪路探测器一直是人们争论的焦点。科学界对粒子是否因为哪个方向的测量过程而受到动量反冲的问题存在分歧。它示出在这里,同一个实验可以被视为在两种不同的方式,这取决于哪一个基础上的哪一种方式的检测器状态之一选择看。在一种观点中,干涉的损失是由于粒子的两条路径与哪路检测器的两个正交状态的纠缠而产生的。在另一种观点中,干涉的损失可以解释为由粒子接收到的大小为$h/2d$的随机动量反冲引起的,$d$是狭缝分离。同样的情况下,三缝干涉实验。三缝情形的随机动量反冲有两种,大小为$\pm h/3d$。分析也推广到n缝干涉的情况。这两种不同的观点是由相同的量子态描述的,因此是完全等价的。在文献中大量讨论的“局部”与“非局部”反冲的概念,在此不再需要。
2018-12-31 quant-ph
Violation of Bohr's Complementarity: One Slit or Both?
我们已经实现了一个新的双缝“哪种方式”的实验,提出了有趣的问题的解释。相干激光通过会聚透镜,然后通过双针孔,产生在透镜的焦点处交叉的两个光束,并在下游进一步完全分离,提供哪条路的信息。然后将细线放置在交叉区域处形成的干涉图案的最小值处。没有发现分离光束的总通量或分辨率的显著降低,这为在同一实验中完美干涉和哪种方式的信息的共存提供了证据,与玻尔的互补原理的常见读数相反。这一结果进一步支持了作者在实验中采用成像透镜来获得哪一方向信息的结论。最后,简要讨论了系综性质的非微扰测量技术。
2007-01-09 quant-ph
On new phenomena of photon from modified double slit experiment
实现了一种改进的光的双缝实验。在实验中,采用了空间形状滤波器对激光束的截面形状进行控制。当激光束照射到双缝上时,双缝上的光强分布是不对称的。通过这种方式,激光被引导通过不同截面的双缝中的仅一个或两个缝。因此,在光子通过狭缝之前,哪条路的信息是预先确定的。同时,在双缝后的监视屏上可以观察到可见的干涉图样。从这个实验中观察到了一些新的现象。这个实验的结果对量子理论的波粒二象性模型提出了质疑,而这个模型是通常被认为是量子理论的主要解释的哥本哈根解释的基础。由于实验中观察到的光子特性不能用量子理论,特别是哥本哈根理论完全解释,提出了一个新的光子模型。光子的新模型也应该适用于所有其他微观实体,如电子、原子、分子等,根据L.德布罗意假设
2010-07-29 physics.gen-ph quant-ph
A possible solution to the which-way problem of quantum interference
本文提出量子干涉路径问题的新解法,通过双缝实验中小偏振旋转的效应证明粒子在狭缝间物理非定域化,并用偏振翻转率度量粒子在各缝中的存在份额,包括负存在和大于一的存在。
2023-03-03 physics.hist-ph physics.pop-ph quant-ph
Aspects of Complementarity and Uncertainty
量子粒子的双缝实验为量子力学的行为提供了许多见解,包括玻尔的互补原理。在这里,我们分析爱因斯坦的反冲缝版本的实验,并显示如何粒子和反冲缝之间的不可避免的纠缠作为一个哪种方式的检测器是负责互补性。我们从这种纠缠中推导出了恩格尔-格林伯格-亚辛对偶性,它也可以被认为是反冲狭缝的某些互补观测量之间的和不确定性关系的结果。因此,纠缠和不确定性都是探测过程中不可或缺的一部分,尽管它们的方式与玻尔和爱因斯坦所设想的完全不同。
2016-09-01 quant-ph
Attosecond double-slit experiment
提出了一种新的时域双缝实验方案。相位稳定的几个周期激光脉冲为光致电离打开一至两个阿秒持续时间的窗口("狭缝“)。角分辨能谱中的条纹,其可见度取决于观察到的信息的程度。本文讨论了同一个电子同时遇到单缝和双缝的情况。条纹的研究使得阿秒时间尺度上的干涉测量成为可能。例如,可见条纹的数量表明狭缝延伸超过约500 as。
2005-03-22 quant-ph
Characterization of two distant double-slits by chaotic light second-order interference
我们提出了两个遥远的双缝掩模照明混沌光的实验特性,在没有一阶成像和干涉。该方案利用通过两对不可区分的{ \it不相交}光路传播的光的二阶干涉,所述光路穿过感兴趣的掩模。所提出的技术导致更深入地了解双光子干涉和相干性,并开辟了新的方案的发展,用于检索信息的相对位置和空间结构的遥远的物体,这是感兴趣的遥感,生物医学成像,以及监测激光烧蚀,当一阶成像和干扰是不可行的。
2017-10-17 physics.optics quant-ph
Einstein's Recoiling Slit Experiment, Complementarity and Uncertainty
我们分析了爱因斯坦的反冲缝实验,并指出粒子和反冲缝之间不可避免的纠缠不是玻尔的回答的一部分。我们表明,如果考虑到这种纠缠,可以提供一个更简单的答案爱因斯坦。我们还从这种纠缠中导出了Englert-Greenberger-Yasin对偶关系。此外,我们表明,恩格勒-格林伯格-亚辛对偶关系也可以被认为是一个后果的总和不确定性关系的某些可观的反冲缝。因此,测不准关系和纠缠都是哪种探测过程的组成部分。
2013-05-14 quant-ph
Modeling double slit interference via anomalous diffusion: independently variable slit widths
基于量子力学高斯色散(Groessing et al. 2010)以及两个高斯干涉(Groessing et al. 2012)的经典解释的重新表述,我们提出了一种新的更实用的模拟方法。量子力学的“波包的衰减“可以用反常的亚量子扩散来描述,由于粒子的热环境变化,特定的扩散率随时间变化。在对不同缝宽的双缝实验的模拟中,这种新方法的相位可以作为一个局部量来实现。我们描述了扩散率的条件,并通过连接到波动力学,我们计算精确的量子力学强度分布,以及相应的轨迹分布根据两个高斯波包从双缝中出现的速度场。我们还计算了概率密度电流分布,包括移相器影响单个狭缝电流的情况,并提供了计算机模拟。
2013-04-10 quant-ph
Momentum kicks due to quantum localization
位置测量引起的动量变化是波粒二象性的一个中心特征。在这里,我们调查两种情况下-本地化由一个单一的狭缝,和哪种方式检测的双缝干涉实验-并详细检查相关的动量变化。特别注意的是粒子和检测器之间的动量转移,和测量设备的反冲。我们发现,单缝衍射依赖于一种形式的“无相互作用”的散射,并且可以进行理想的哪种方式的测量,而不会对检测器产生任何反作用。
2001-12-20 quant-ph
Gouy phase in non-classical paths in triple-slit interference experiment
本文提出了一个简单的模型来研究三缝实验中的Gouy相位效应,在这个模型中我们考虑了一个非经典路径,Gouy相位对于经典路径和非经典路径是不同的,因为它依赖于传播时间。在这种情况下,Gouy相位差改变了用于以非平凡的方式估计非经典路径贡献的Sorkin参数$κ$,从而在检测非经典路径贡献的实验的实现中提供了一些光。
2015-10-14 quant-ph
One-Photon and Two-Photon Double-Slit Interferences in Spontaneous and Stimulated Parametric Down-Conversions
我们从理论上讨论了自发和受激参量下转换的单光子和双光子双缝干涉。我们发现,在一般的自发参量下转换(SPDC)中,I型和II型晶体都可以存在双光子亚波长干涉。我们提出了一种观察亚波长干涉的替代方法,通过联合强度测量,这只发生在I型晶体在较高的SPDC增益。当一束信号光入射到晶体中时,两束受激下转换光可以产生两个干涉图样,不存在亚波长干涉效应。
2004-01-20 quant-ph
On Visibility in the Afshar Two-Slit Experiment
Shahriar Afshar对Young的实验进行了修改,间接揭示了在“which slit”基础上对粒子进行后选择之前,存在一个完全清晰的干涉图案。虽然这个实验并没有违反玻尔的互补原理,但他和他的许多批评者都错误地认为可见度参数V和“哪条路”参数K之间的常用关系与他的实验有着至关重要的关系。这里有人认为,这种关系并不适用于这个实验的情况,利用它来支持或反对这个实验对互补性的影响的主张是错误的。
2009-07-27 quant-ph
Simulation of Afshar's Double Slit Experiment
沙赫里亚尔阿夫沙尔声称他在2007年修改的双缝实验违反了互补性[1]。他对标准的双缝实验做了两处修改。首先,他在狭缝和屏幕之间的干涉最小值位置添加了一个线栅。第二个修改是在线栅之后放置一个会聚透镜。这个想法是,线栅意味着干涉极小值的存在(类波行为),而透镜可以同时获得哪条路的信息(类粒子行为)。最近,约翰·G。Cramer [2]认为这个实验支持了量子力学的transmittance Interpretation(TIQM)。他的论点仔细审查玻尔的互补性有利于TIQM。我们用量子力学的路径积分公式[3]对这个实验进行了模拟分析,发现它与Englert,Greenberg和Yasin(E-G-Y)[4,5]给出的波粒二象性关系是一致的。我们的结论是,使用阿夫沙尔的实验提供一个测试平台的量子力学解释是有限的。
2021-11-01 quant-ph
Uncoupling Which-Way Information from Interference: A Novel Interference Experiment using a Super-Focused Laser Beam
量子理论中普遍接受的观点是,关于量子系统行进方向的信息和干涉可见性是互补的。然而,在所有的单向实验中,为了确定量子系统采取了哪种方式,在干涉过程中会发生干涉。这种干涉可能意味着给量子系统标记一个方向标记,或者,例如,在马赫-曾德尔干涉仪中阻断一条路径,这样人们就间接地知道量子系统选择了另一条(开放的)路径,然而,正是这种干涉破坏了干涉。在本文中,一种新的双缝哪一路干涉实验将进行讨论,并提出实施,提供最大的哪一路信息,而不干预的干涉过程中,使同时最大的干涉可见度保持不变。事实上,这意味着哪条路的信息与干扰的解耦,因此也需要违反对偶关系P^2+V^2<1。基本上,拟议的实验和本文的目的是仔细检查这种对偶关系。该实验利用了一个超聚焦的激光束,该激光束仅发射到双缝干涉实验的两个狭缝中的一个。
2006-12-19 quant-ph
An empiric logic approach to Einstein's version of the double-slit experiment
根据爱因斯坦的设计,粒子通过平板上的一个小孔被引入双缝实验,该平板可以上下移动(可以测量其动量)或停止(可以测量其位置)。假设有人测量了板的位置,这一行为证实了在实验中观察到干涉图样的说法。然而,如果可以考虑如果测量的是板的动量而不是其位置,那么就可以考虑另一种说法,即每个粒子都通过双缝屏的任一缝。因此,肯定波的行为的命题和肯定粒子的行为的命题可能一起为真,这意味着玻尔的互补原理是不正确的。本文分析了爱因斯坦的设计和如何反驳它的基础上的一种方法,使用的唯一分配的真值的实验命题。
2019-02-21 quant-ph
Negative probabilities and Counterfactual Reasoning on the double-slit Experiment
本文试图从基本原理出发,建立负(准)几率分布理论,并将其应用于量子力学双缝实验的研究。我们这样做的方式保留了主要概念问题的完整性,但通过用马赫-曾德干涉仪来表示双缝实验,可以进行更清晰的分析,并表明与双缝相关的量子系统的主要特征也存在于马赫-曾德干涉仪中。这将问题从连续随机变量表示转换为离散随机变量表示。然后,我们表明,马赫-曾德尔干涉仪,不存在负概率是一致的干扰和哪些路径的信息,相反,费曼认为。然而,与Scully et al.的实验,如果我们减少有关系统的实验信息量,并依靠反事实推理,可以为Mach-Zehnder实验构造一个联合负概率分布。
2014-12-16 quant-ph
$H \to ZZ$ as a double-slit experiment
本文提出将 $H \to ZZ \to 4\ell$ 衰变类比双缝实验,利用 $eeμμ$ 与 $4e/4μ$ 道分别提取遮挡单缝和双缝开启的观测,以检验量子干涉及高能全同粒子效应。
2025-06-11 hep-ex hep-ph quant-ph
A Concept of Two-Point Propagation Field of a Single Photon: A Way to X-ray Picometer Displacement Detection and Nanometer Resolution 3D X-ray Micro-Tomography
Brookhaven National Laboratory(布鲁海文国家实验室)
本文提出两点传播场,通过单光子探测概率对微扰的函数导数,实现皮米级位移检测和纳米级分辨率的三维X射线微断层成像。
2026-04-14 physics.optics quant-ph
A proposal for a two-slit experiment with a mirror
摘要本文提出了一种改进的双缝实验方案,其中用一个与屏面成一定角度的反射镜代替可移动的探测器/计数器,通过对屏面上不同位置的单光子进行计数来获得条纹分布。通过其中一个狭缝到达镜子的单个光子沿着两个发散路径中的一个以两个角度中的一个被反射。然后由两个检测器中的一个检测,每个路径上一个,用于屏幕平面上的反射镜的不同位置。这种修改导致能够基于反射光子所采取的路径以及屏幕平面上的光子计数的分布(每个狭缝一个光子计数)来生成哪种方式的信息。由于光子除了在反射镜处的反射之外不经历任何变化,所以当没有反射镜时,由于先验干涉效应,条纹是否也存在的问题可以通过检查两个后验分布来回答。三种可能的结果进行了审议,并提出了解释。实验表明,与现有的技术是可行的,可以在大多数物理实验室进行。
2005-02-06 quant-ph
The curious case of the double-slit experiment and a black hole
这个实验被认为是一种将信息从黑洞内部传输到外部的方法。事实证明,它并不以所描述的形式工作(可能不是以任何形式),但自然界阻止量子力学效应使用量子相关性传输可用信息的方式很有启发性。在这个过程中,人们可以学习一些量子理论,以及量子光学。建议的计划使用双缝实验,在延迟选择设置的方式(见金等。等人),其中发生干涉的区域(在“信号”光子之间)在空间上与进行延迟选择(具有“空闲”光子)的区域分离。事实上,这个双重延迟的选择,也就是这个思想实验,有一个闲置的光子滑入事件视界,并作为试图从内部到外部进行通信的方法。
2017-07-25 quant-ph
Individuality, quasi-sets and the double-slit experiment
准集合论$\cal Q$允许我们处理某些对象的集合,在这个意义上,如果$x$是一个任意项,则$x = x$不是一个公式。$\cal Q$的部分动机是量子力学中的非个体性问题。本文讨论了$\cal Q$对量子现象的解释能力的范围,这些量子现象要求量子对象之间具有某种不可分割性。我的主要重点是双缝实验,这是一个主要的物理现象,从来没有从准集合论的观点建模。双缝实验强烈地激发了场论方法中的不可逆度概念,而这个概念在$\cal Q$中根本就没有。然而,如果有人打算在量子领域使用拟集合论来明确讨论非个体性,那么其他物理情况最终可能需要对拟集合论公理进行修正。我利用这个机会提出另一种方法来处理量子理论中的同一性。
2019-10-05 quant-ph
Experimental triple-slit interference in a strongly-driven V-type artificial atom
二能级原子的拉比振荡表现为与原子叠加相关的振幅之间的量子干涉效应,类似于经典的双缝实验,其表现为正弦干涉图案。通过直接探测拉比机制下量子点中性激子的时间分辨共振荧光,我们在实验上证明了V型三能级原子中通过量子擦除实现的三缝型量子干涉。这一结果对V型三能级系统性质的实验研究具有重要意义,并为进一步深入了解其相干性质以及量子信息方案的应用铺平了道路。它还建议量子点作为多路径干涉实验的候选者,以探索量子物理学中的基础概念。
2017-08-01 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph quant-ph
Thermodynamical Versus Optical Complementarity
建立了波干涉中宏观物理量与互补量之间的对应关系。众所周知的可见性和可预测性在双缝-类实验被证明是连接到一个一般的相互作用自旋链的磁化率和磁化。这使我们有能力用分析波粒二象性时所用的同样的信息理论方法来分析物理量之间的权衡。因此,我们获得了新的物理见解通常复杂的衍射模型,如观看相变简单地从一个有效的单缝衍射到双缝干涉的变化。
2005-01-04 quant-ph
Realism in the Realized Popper's Experiment
卡尔·波普尔的实验由施和金(1999年出版)实现,产生了波普尔所希望的结果:当对纠缠对中的一个光子进行测量时,另一个光子上没有“超距作用”。这个实验结果在局域现实条件下是可以解释的:每个光子在大多数时间都有确定的位置和横动量,(狭缝中的定域)根据不确定原理以不可预测的方式干扰该光子的横向动量;然而,在一段距离内对另一个光子(不在狭缝中的光子)没有超距作用。一个光子的位置测量(狭缝内的定位)破坏了光子之间的相干性(纠缠);即发生退相干。这在物理上可以理解为狭缝中的光子与形成狭缝的固体表面原子的电子之间的电磁相互作用。
2005-07-01 quant-ph
An atomic test of higher-order interference
规范量子形式主义预言,在多缝实验中记录的干涉图样应该是在双缝实验中观察到的图样的简单组合。这与玻恩定则的有效性有关,并通过核磁共振在光子和分子的精确实验中得到验证。由于玻恩定则的普遍有效性,对其他物理系统进行类似的测试是有指导意义的。在这里,我们讨论类似的三缝实验,使用原子允许三脚架能级配置,如可实现的,例如与碱土类原子。我们涵盖了设置的所有阶段,包括实施狭缝阻断器类似物的各种方法。最终设置的精度进行了估计,并提供了改进以前的实验。
2019-11-29 quant-ph
The cognitive triple-slit experiment
本研究通过认知版单缝、双缝和三缝实验,验证量子认知模型,发现人类决策中存在显著的三阶干涉效应,支持概念性诠释。
2025-10-16 q-bio.NC quant-ph
No Paradox in Wave-Particle Duality
阿夫沙尔等人的实验证明违反了玻尔的互补原理,这一论断是基于一个错误的假设,即双缝干涉实验中的哪条信息可以从未来的测量中追溯确定。
2020-06-10 physics.hist-ph quant-ph
Double-slit interference with charged particles. Density matrices and decoherence from time-dependent quantum Monte Carlo
本文利用含时量子蒙特卡洛方法研究带电粒子双缝干涉中的退相干,并展示可直接由单粒子波函数构建含时密度矩阵,无需迹掉环境粒子,从而为理解多体量子动力学提供新途径。
2015-12-11 quant-ph
Momentum Kicks in Imperfect Which-Way Measurement
关于量子在通过双缝时是否会因哪种方式的探测而经历“动量反冲”,一直存在着激烈的争论。几十年来,在这个问题上一直存在着相互矛盾的观点。这个问题在这里解决的一般设置,其中的哪种方式的检测可能是不完美的。这里表明,干涉的损失仍然可以解释为量子似乎接收到的微小动量反冲,而不管哪种方式的检测器的性质。有趣的是,随机动量反冲的大小总是h/2d,d是狭缝间距,而不管哪个方向的检测是多么完美或不完美。这与早期文献中的建议相反。哪一方向检测的不完善性决定了动量反冲的频率。前面已经证明,对于完美的哪一种方式的检测,量子在50%的时间里会受到动量反冲。这里表明,对于不完美的哪一种方式的检测,量子接收动量踢相同的幅度,但不太频繁。这里找到了反冲频率和干涉可见度之间的精确关系。
2021-07-19 quant-ph
Quantum Properties of a Which-Way Detector
我们探索量子特性的哪一个方式检测器使用三个版本的理想化的两个狭缝安排。首先,我们推导出互补关系的检测器;其次,我们展示了如何“实验”可能会改变这样一种方式,使用单位置测量屏幕上,我们可以获得量子擦除。最后,我们展示了如何构建一个叠加的“波”和“粒子”的组件。
2014-03-18 quant-ph
Optical vortex knots - one photon at a time
费曼将双缝实验描述为“一种不可能,绝对不可能用任何经典方式解释的现象,它是量子力学的核心“。双缝实验,一次一个光子,通过产生对应于来自两个狭缝的光的干涉(波现象)的条纹图案,戏剧性地展示了量子物体的粒子-波二象性,即使在一次只有一个光子(粒子)通过设备的时候。光的粒子波二象性也适用于多路干涉形成的复杂三维光场,然而,这一点尚未得到证明。在这里,我们观察粒子波的三维场的二重性,通过产生一个三叶形的光学涡旋结-一个光子的时间。这一结果证明了一个基本的物理原理,即粒子-波对偶性意味着空间(空间上不同的模式之间)和时间(通过模式叠加的复杂演化)的干涉,并对拓扑纠缠单光子态,轨道角动量复用和拓扑量子计算产生影响。
2017-01-06 physics.optics quant-ph
Realism in the Realized Popper's Experiment
施宗衡和金(1999年出版)实现了卡尔·波普尔的EPR类实验,产生了波普尔所希望的结果:当对纠缠对中的一个光子进行测量时,另一个光子不会发生“超距作用”。这个实验结果在局域现实条件下是可以解释的:每个光子在大多数时间都有确定的位置和横动量,(狭缝内的定域)根据不确定原理以不可预测的方式干扰该光子的横向动量;然而,在一段距离内对另一个光子(不在狭缝中的光子)没有超距作用。一个光子的位置测量(狭缝内的定位)破坏了光子之间的纠缠;即发生退相干。
2005-07-01 quant-ph
Comment on "On Visibility in the Afshar Two-Slit Experiment"
最近,Kastner分析了Afshar等人进行的改进的双缝实验中的可见度问题,这一直是一个备受争议的话题。卡斯特纳描述了一个思想实验,声称它显示了百分之百可见的干涉,也显示了“明显的”哪条缝的信息。我们认为,这个思想实验并没有表现出干扰,因此不适用于阿夫沙尔实验。
2010-02-19 quant-ph
A matterless double slit
双缝为入射的光子提供了一种选择。那些在通道中幸存下来的人从两条可能的路径中选择,这两条路径相互干扰,以波浪状的方式分布它们。这种波粒二象性在电子、中子、氦原子、C60富勒烯、玻色-爱因斯坦凝聚体和生物分子的广泛学科中继续受到挑战和研究。迄今为止,所有变体都涉及物质成分。我们提出了一个无物质的双缝场景,其中探测激光场与两束超强激光束正面碰撞时虚电子-正电子对湮灭产生的光子形成了双缝干涉图案。这样的电磁场被预测在真空中诱导类似物质的行为,支持光子之间的弹性散射。我们的双缝方案一方面提供了一种可实现的方法来观察光子-光子散射,另一方面证明了用光控制光和非局部研究量子真空结构特征的可能性。
2013-01-29 hep-ph physics.optics quant-ph
Super quantum probabilities and three-slit experiments -- Wright's pentagon state and the Popescu-Rohrlich box require third-order interference
量子概率在许多方面不同于经典概率,例如,通过违反著名的Bell和CHSH不等式或另一个简单的不等式,由于R。赖特后者最近重新引起了人们的注意,因为它等价于Klyachko等人的一个新的非上下文不等式。另一方面,量子概率仍然服从许多限制,这些限制在更一般的概率理论(超量子概率)中不再需要。赖特、波佩斯库和罗利希确定了包含在这些理论中但在量子力学中不可能的状态,他们用希尔伯特空间形式主义证明了这一点。最近,Fritz等人和Cabello发现,这些状态的不可能性可以从非常普遍的原理(分别是局部正交性和全局互斥析取)导出,而无需使用希尔伯特空间技术。在本文中,将提出一种从相当不同的物理原理推导的替代方法。这些是条件概率的合理计算(即,用于量子测量过程的模型)和不存在三阶干涉。三阶干涉的概念是由索尔金提出的,他也认识到了它在量子力学中的不可能性。
2014-06-12 quant-ph
Spontaneous Parametric Down-Conversion Experiment to Measure Both Photon Trajectories and Double-Slit Interference
最近的工作使用自发参量下转换(SPDC)的可能调查的爱因斯坦-波多尔斯基-罗森悖论在其原来的(位置-动量)的形式。我们提出了一个实验,使用SPDC光子对来测量光子通过哪个狭缝,同时观察双缝干涉。
2001-06-19 quant-ph
Path Predictability and Quantum Coherence in Multi-Slit Interference
在非对称多狭缝干涉实验中,量子更有可能通过某些狭缝。在这种情况下,人们甚至可以不用任何路径探测装置就能预测出量子更可能通过哪个狭缝。这使得人们可以谈论路径的可预测性。前面已经表明,对于双缝干涉,可预测性和条纹可见度受到不等式$P^2+V^2\le 1$的约束。把这个关系推广到两个以上狭缝的情况仍然是一个未解决的问题。提出了多缝干涉可预见性的新定义。结果表明,这种可预测性和量子相干性遵循的对偶关系$P^2+C^2\le 1$,饱和的所有纯态。对于两个狭缝的情况,这个关系简化为先前已知的关系。
2019-05-01 quant-ph
The Uncertainty Relation in "Which-Way" Experiments: How to Observe Directly the Momentum Transfer using Weak Values
单向测量破坏了双缝干涉图样。玻尔认为,区分两个相距s的狭缝,粒子的动量传递\wp的随机性为h/s。这被接受了60多年,直到Scully,Englert和Walther(SEW)提出了一个方向方案,他们声称,不需要动量转移。Storey,Tan,Collett和Walls(STCW)反过来证明了一个定理,他们声称,表明玻尔是正确的。这项工作的审查和扩展最近的建议[怀斯曼,物理学快报。A 311,285(2003)]使用动量转移的弱值概率分布P_wv(\wp)来解决该问题。证明了P_wv(\wp)必须大于h/6s.然而,它的矩仍然可以为零,因为P_wv(\wp)不一定是正定的。尽管如此,它还是可以用经典物理学家可以理解的方式来测量的。我们引入了一个新的度量P_wv(\wp)的扩展:单位置信区间的一半,并推测它永远不会小于h/4s。对于无限窄缝的理想化例子,除非使用切趾处理,否则P_wv(\wp)和动量分布的矩是不确定的。我们表明,通过考虑连续平滑的初始波函数,连续更多的时刻的P_wv(\wp)和动量分布变得明确。在这个例子中,P_wv(\wp)的矩为零,这些矩等于动量分布的矩的变化。我们证明了这种关系的计划,其中的时刻P_wv(\wp)是非零的,但只有前两个时刻。我们还比较了这些时刻的其他两个动量转移分布和\hat{p}_f - \hat{p}_i。我们发现所有这些都是一致的,但同样只…
2003-10-13 quant-ph
Young's Double Slit Experiment in Quantum Field Theory
从现代量子光学的角度出发,在正则量子场论的框架下,建立了杨氏双缝实验。我们采用量子标量场代替了规范理论中忽略矢量自由的量子电磁场。在相应的实验装置中,在Fock空间中引入了双缝态.作为观测量,计算了双缝态的电流的能量密度和正频率部分的期望值,给出了干涉项。在Fock空间中,相干双缝态将量子粒子态与经典波态系统地联系起来,从而实现经典波态。在非相干源的情况下,干扰项通过对随机相位角进行平均而消失。
2011-03-01 quant-ph
Wave-particle duality and the objectiveness of "true" and "false"
对双缝实验基本版本的传统分析得出这样的结论:波粒二象性是自然界的一个基本事实。然而,这样的结论意味着,我们不仅要有两个相互矛盾的现实图景,而且还被迫放弃“真”与“假”的真理价值观的客观性。然而,即使我们可以接受量子粒子的类波行为作为双缝实验中干涉图样形成的最佳解释,如果没有真值的客观性,我们就永远不会确定关于世界的任何陈述。本文讨论了如何使双缝实验的正确描述与“真”、“假”的客观性相协调。
2021-07-08 quant-ph
Wave-particle duality using the Compton effect
基于双缝干涉仪的思想实验对发展波粒二象性和玻尔互补原理的思想起着至关重要的作用。理想情况下,质量足够小的狭缝会因光子的通过而反冲。这种运动谴责光所采取的路径,并抑制任何试图观察干涉图案的尝试。然而,在现实生活中,在这样的设置中,可用的哪种方式的信息被光子和狭缝的典型幅度显著削弱,使得验证效果几乎不可能。在这里,我们通过将类似的想法应用于马赫-曾德尔干涉仪来扩展这一讨论。也就是说,我们研究的后果的分束器反冲,在通过的光子,在设备产生的干涉图案。与双缝实验不同,这种反冲现在可以用光子本身的波长编码,原则上更容易获得。理想分束器与光子相互作用的模型表明,基于康普顿效应的干涉仪可以用来研究波粒二象性。我们遵循这一提示,找到现实的实验参数需要观察波和微粒行为之间的权衡,在这样一个修改后的干涉仪。
2020-05-06 quant-ph
How to produce quantum entanglement for ascertaining incompatible properties in double-slit experiments
双缝实验非常适合描述同时测量不相容性质的问题。在这样的背景下,我们从理论上设计了一个理想的自旋为7/2的粒子实验,能够产生纠缠,使检测成为可能。
2010-01-12 quant-ph
Simultaneous non-disturbing detection of incompatible properties in double-slit experiment
我们利用的概念,其中狭缝检测器介绍的恩格勒,斯库利和瓦尔特(ESW),表明两个不相容的属性可以一起检测到每个粒子击中屏幕,而不干扰质心运动的粒子。
2003-11-07 quant-ph
Three-Slit Ghost Interference and Nonlocal Duality
用波包动力学方法对纠缠光子的三缝鬼干涉实验进行了理论分析。一个非本地的对偶关系,推导出连接的路径可扩展性的一个光子的干涉可见性的其他。
2015-05-19 quant-ph
Three Slit Experiments and the Structure of Quantum Theory
尽管在双缝实验中出现了干涉现象,但量子理论预言,由索尔金定义的干涉测度,以及三缝实验的各种结果概率,都是零。我们将Sorkin测度应用到物理理论的一般操作概率框架中,然后研究它与量子理论结构的关系。特别是,我们的特点类的概率理论的干扰措施是零,在其中有可能完全确定系统的状态,通过特定的“双缝”实验。
2009-09-25 quant-ph
Contextuality Analysis of the Double Slit Experiment (With a Glimpse Into Three Slits)
通过对理想化双缝实验的语境性分析,阐述了缺省语境理论。这个实验是由一个上下文标记的二进制随机变量系统描述的,每个随机变量都回答了一个问题:粒子在给定的状态(打开或关闭)下穿过给定的狭缝(左或右)后,是否击中了探测器?这个随机变量系统是一个秩为4的循环系统,形式上与描述带有信号的EPR/Bell范式的系统相同。然而,与后者不同的是,描述双缝实验的系统总是与上下文无关的,即,其中的上下文依赖性完全可以用上下文(狭缝的闭合-开放布置)对所涉及的随机变量的边缘分布的直接影响来解释。所提出的分析完全是在抽象的经典概率论的框架内(具有上下文标记的随机变量)。分析中使用的唯一物理约束是粒子不能通过闭合的狭缝。双缝系统的非情境性并不能推广到描述两个以上狭缝实验的系统:在一个抽象的三缝系统中,几乎任何一组可观测到的探测概率都与粒子通过开放和闭合狭缝的各种组合的情境场景和非情境场景相兼容(尽管这些场景的物理可实现性问题仍然是开放的)。
2018-04-12 math.PR quant-ph
Double-slit experiment in momentum space
杨的经典双缝实验证明了当波和粒子同时沿着两条不同的空间路径传播时干涉的现实。在这里,我们提出了一个动量空间的双缝实验,实现在自由空间的涡旋电子的弹性散射。我们表明,这一过程中进行沿两条路径的动量空间,这是很好的本地化,以及彼此分离。对于这样的涡旋光束,(平面波)振幅沿两个路径获得可调相移,并产生干涉条纹的最终角分布。我们认为,这个实验可以实现与目前的技术。我们表明,它提供了实验访问库仑相,一个量,在所有带电粒子散射中起着重要作用,但通常的散射实验是不敏感的。
2018-01-17 hep-ph physics.optics quant-ph