Quantenradierer

Manfred Albert Hörz

Der Text bietet eine alternative, nicht‑mystifizierende Interpretation des Quantenradierer‑Experiments, die ohne Welle‑Teilchen‑Dualismus, ohne rückwärtslaufende Zeit und ohne metaphysische Zusatzannahmen auskommt. Ausgangspunkt ist die Annahme, dass reale Quantenobjekte als temporäre Verdichtungen virtueller Photonen entstehen und sich zwischen Wechselwirkungen wieder auflösen. Interferenzmuster, Weginformation und Verschränkung werden als Eigenschaften der zugrunde liegenden virtuellen Dichtewellen verstanden, nicht als paradoxe Eigenschaften eines „teilchenhaften“ Photons. Die Analyse zeigt, dass die scheinbaren Paradoxien des Quantenradierers – insbesondere die vermeintliche „Beeinflussung der Vergangenheit“ – aus unreflektierten Annahmen über Objektkonstanz, Zeit und Raum resultieren. Durch eine endliche, diskrete und relationale Physik verschwinden diese Widersprüche, und das Experiment erhält eine konsistente, ontologisch transparente Deutung.

Gordon Fraser, Egil Lillestøl, Inge Sellevåg

Joanne Baker

Felipe Laumen, Sebastian Nell, Ralf Detemple +1 more

Das vorgestellte Projekt beschäftigt sich mit der Entwicklung einer Versuchsanleitung, mit der Schülerinnen und Schüler der Oberstufe Einzel-Photonen-Interferenz und darauf aufbauend den Quantenradierer unter Verwendung eines Quantenoptik-Kits der Firma Thorlabs® im Rahmen eines Praktikums erkunden können. Der wiederholte Vergleich von klassischen und quantenmechanischen Beschreibungen macht auf Gemeinsamkeiten sowie Unterschiede aufmerksam und kann helfen, Schülervorstellungen zu überwinden. Dieser Beitrag beschreibt die experimentelle Umsetzung und Überlegungen, die bei der Entwicklung der Versuchsanleitung zu den Experimenten eingeflossen sind. Das eröffnet Einblicke in die laufende Entwicklungsarbeit eines Quantenoptik-Praktikums an der RWTH Aachen.

Xiao‐Song Ma

Obwohl Störungen ist untrennbar mit einer klassisch-Welle Phänomen, ist das Superpositionsprinzip, die Störungen zu Grunde liegt im Herzen der Quantenphysik. Feynman genannten Störungen als wirklich "das einzige Geheimnis" der Quantenphysik [FLS63].Offensichtlich Störungen konfrontiert uns mit einigen grundlegenden Fragen der Auslegung der Quantenphysik. Trotz seiner langen Geschichte geht zurück auf Thomas Young zu Beginn des 19. Jahrhunderts, Quanten interferenzoptisch noch Herausforderungen unseres Verständnisses.Mit der Entwicklung der experimentellen Techniken zur schnellen und empfindlichen Messungen von Licht, ist es möglich geworden durchzuführen viele der gedankenexperiments deren Interpretationen wurden weithin im Laufe der Entwicklung der Quantenphysik [Whe84, SD82, SEW91, Per00] diskutiert. Die vorliegende Arbeit enthält die experimentelle Realisierung von drei verschiedenen gedankenexperiments: ein nicht-lokales Quantenradierer, Zwei-Photonen-Hong-Ou-Mandel Interferenz unter Bedingungen und Einstein Lokalität verzögerten Wahl Verschränkung Swapping. Der Zweck dieser Arbeit ist es, experimentell zeigen einige der counter-intuitive Features der Quantenphysik über verschiedene Quantenphänomene. Sie unterstreichen deutlich die unterschiedlichen Vorstellungen von Raum und Zeit, zwischen klassischer und Quantenphysik. Solche Augenbrauen-Anhebung Eigenschaften von Raum und Zeit in der Quantenphysik wurden "als eines der faszinierendsten Effekte in der Quantenmechanik beschrieben "[AZ05]. Die "spukhafte Fernwirkung" (in Einsteins Worten) eines verschränkten Systems ist in auffälliger Weise von Scully et al illustriert. 'S Quantenradierer [SD82, SEW91], in denen man wählen, ob oder nicht zu löschen, die kann- Pfadinformation eines Teilchens durch Ausführen einer geeigneten Messungen auf ein anderes Teilchen mit verschränkten es. Da die Quantenmechanik ist gleichgültig gegen die räumliche und zeitliche Reihenfolge der Messungen an verschränkten Teilchen, können Sie diese Auswahl beliebig verschoben werden und räumlich in Bezug auf das störende Ereignis des ersten Teilchens voneinander getrennt (siehe Kapitel 3). Wheeler dargestellten Grundsatz der Komplementarität mit Einzel-Photonen-Interferenz in einer verzögerten Wahl Gedankenexperiment [Whe84]. Im Gegensatz zur Einzel-Photonen-Interferenz (Störung zweiter Ordnung), die ein klassisches Analogon hat, ergibt sich Zwei-Photonen-Hong-Ou-Mandel (HOM) Störungen (Interferenzen vierter Ordnung) von der bosonischen Natur der Photonen und die unitäre Transformation von einem Strahlteiler. Wie von Mandel betonte, "diese Vorhersage hat kein klassisches Analogon, und seine Bestätigung wäre ein interessanter Test der Quantentheorie des elektromagnetischen Feldes dar" [Man83, Man99]. Die Realisierung der Zwei-Photonen-HOM Interferenzversuch unter Einstein Lokalität Bedingungen (dh die relevanten Ereignisse sind relativistisch space-like getrennt) deutlich erweitert Wheeler's verzögerten Wahl Gedankenexperiment Konzept (siehe 4.2). In der Quantenphysik, können die Ereignisse beeinflussen, wie wir die Daten in der Vergangenheit erzielten interpretieren. Dieses Phänomen wird in illustrierten Peres 'delayed-Wahl Verstrickung-Swapping Gedankenexperiment [Per00], wo man wählt, ob oder nicht zu verstricken zwei Teilchen, nachdem sie erkannt wurden und nicht einmal mehr zu existieren.Die Ergebnisse zeigen, dass die zeitliche Reihenfolge der Wahl und die Messung Veranstaltungen in einem solchen Experiment irrelevant ist, wie vorhergesagt durch die Quantenphysik (siehe 4.3). Die wichtigsten Merkmale der Experimente in dieser Arbeit vorgestellt werden: (1) High-Speed-elektro-optische Modulatoren von einem Quanten-Zufallszahlen-Generator, die zusammen ermöglichen es uns, schnell umzusetzen und zufällige Messung der Photonen gesteuert. (2) Die räumliche und zeitliche Beziehungen der verschiedenen Veranstaltungen, die im Raum-Zeit-Diagramme dargestellt werden können, sind in geeigneter Weise angeordnet, um nicht-klassischen und counter-intuitive Features der Quantenphysik zeigen.

Adam Becker