Эксперимент Элитзура-Вайдмена с бомбами и интерпретации

Автор
Сообщение
Linkey
#53188 2022-11-09 19:18 GMT

https://en.wikipedia.org/wiki/Elitzur–Vaidman_bomb_tester

В противофактическом эксперименте Элицтура-Вайдмана есть бомбы, которые срабатывают от попадания в их детектор одного фотона, и с некоторой вероятностью можно узнать, что бомба работает, несмотря на то, что она не взорвалась. Я пытаюсь сформулировать, как можно описать этот эксперимент в многомировой интерпретации.

Когда фотон проходит через первое полупрозрачное зеркало, он превращается в суперпозицию фотонов, путешествующих по верхнему и нижнему пути. В ММИ это означает, что появляются два параллельных мира (не люблю слово «параллельный», но другого пока нет), в первом фотон идет по верхнему пути, во втором — по нижнему. В первом мире фотон попадает в детектор D или C, во втором он поглощается бомбой и детекторы ничего не видят. Но яснее не стало; наверное, чтобы двигаться дальше, нужно разобраться, что происходит с фотоном или суперпозицией на втором полупрозрачном зеркале. Написано, что суперпозиция интерферирует сама с собой и обнаруживается в C; как правильно назвать обратное превращение суперпозиции в единую реальность — декогеренция или деструктивная интерференция?

В копенгагенской интерпретации эксперимент можно описать следующим образом. Бомба — это наблюдатель, попадание фотона на его детектор — это процесс измерения, т.е. коллапс волновой функции. В результате коллапса суперпозиция превращается в одиночный фотон, летящий либо по нижнему пути, либо по верхнему. Если наверху — обнаруживается на D и так выясняется, что бомба сработала.

Если я не путаю, Википедия говорит, что если суперпозиция фотонов попадает на второе зеркало, то происходит декогерентность и фотон всегда обнаруживается в точке C; если фотон, летящий по верхнему пути, попадает, то он отражается и регистрируется либо на С, либо на D. Я не нашел в статье, что будет, если фотон пройдет только по нижнему пути. Может речь о том, что это невозможно — если бомба неисправна, то всегда будет только суперпозиция?

Ещё мне до сих пор непонятно, как такой эксперимент возможен с технической точки зрения. Для того чтобы суперпозиция двух фотонов снова слилась в один фотон, необходимо ли, чтобы первая и вторая компоненты суперпозиции встретились точно в одной точке пространства? Я к тому, что если, например, в этой настройке длину горизонтального пути увеличить в полтора раза, а длину вертикального пути не изменить, то на втором полупрозрачном зеркале суперпозиция не сольется, потому что верхний и нижний фотон не встретятся в одном и том же месте? Тогда получается, что для корректного эксперимента необходимо подогнать геометрические параметры установки с точностью до атома, что очень странно.

На всякий случай скажу, как написано в Википедии: если бомба исправна, то с вероятностью 50% фотон не будет обнаружен (бомба взорвалась), с вероятностью 25% будет обнаружена на С (я так понимаю, бомба тоже взорвалась) и с вероятностью 25% будет обнаружена на D (бомба работает, но не взорвалась).