Kuinka kvanttisuperpositio on todistettu?

Voisiko superpositiota "huijata" mittaamalla jotain muuta, joka paljastaisi myös sen, kummassa tilassa hiukkanen on (tai kaksoisrakokokeen tapauksessa kummasta raosta fotoni kulkee)?

Kaksoisrakokokeen asetelma on siis kyllä minulle tuttu, mutta en ollut aiemmin tullut ajatelleeksi, että kun diffraktiokuvio syntyy, eri raoista kulkeneet fotonit kulkevat tietysti eri pituisen matkan.

Nykyisillä välineillä ei toki ole käytännössä mahdollista havaita virherajojen puitteissa niin pieniä aikaeroja, mutta periaatteessa vaikka emme seuraisi kummasta raosta yksittäinen fotoni kulkee, voimme päätellä sen siitä, kauanko sillä menee matkaan. Jos siis fotonin liikkeellelähdön ja rakojen toisella puolella havaitsemisen välissä menee yksi sekunti ja tiedämme, että valonlähteen ja interferenssikuvion havaitun kohdan välinen etäisyys vasemmanpuoleisen raon kautta kulkien on täsmälleen yksi valosekunti, niin fotonin on täytynyt kulkea vasemmanpuoleisen raon kautta (koska oikeanpuoleisen kautta kulkiessa matka olisi joko lyhyempi tai pidempi riippuen kummalla puolen interferenssikuviota ollaan).

Anonyymi kirjoitti:

Voisiko superpositiota "huijata" mittaamalla jotain muuta, joka paljastaisi myös sen, kummassa tilassa hiukkanen on (tai kaksoisrakokokeen tapauksessa kummasta raosta fotoni kulkee)?

Kaksoisrakokokeen asetelma on siis kyllä minulle tuttu, mutta en ollut aiemmin tullut ajatelleeksi, että kun diffraktiokuvio syntyy, eri raoista kulkeneet fotonit kulkevat tietysti eri pituisen matkan.

Nykyisillä välineillä ei toki ole käytännössä mahdollista havaita virherajojen puitteissa niin pieniä aikaeroja, mutta periaatteessa vaikka emme seuraisi kummasta raosta yksittäinen fotoni kulkee, voimme päätellä sen siitä, kauanko sillä menee matkaan. Jos siis fotonin liikkeellelähdön ja rakojen toisella puolella havaitsemisen välissä menee yksi sekunti ja tiedämme, että valonlähteen ja interferenssikuvion havaitun kohdan välinen etäisyys vasemmanpuoleisen raon kautta kulkien on täsmälleen yksi valosekunti, niin fotonin on täytynyt kulkea vasemmanpuoleisen raon kautta (koska oikeanpuoleisen kautta kulkiessa matka olisi joko lyhyempi tai pidempi riippuen kummalla puolen interferenssikuviota ollaan).

Lue lisää

Käytinpäs näköjään diffraktio- ja interferenssikuvio-sanoja iloisesti ristiin. No, ajatus varmaan oli silti riittävän ymmärrettävä.

Anonyymi kirjoitti:

Voisiko superpositiota "huijata" mittaamalla jotain muuta, joka paljastaisi myös sen, kummassa tilassa hiukkanen on (tai kaksoisrakokokeen tapauksessa kummasta raosta fotoni kulkee)?

Kaksoisrakokokeen asetelma on siis kyllä minulle tuttu, mutta en ollut aiemmin tullut ajatelleeksi, että kun diffraktiokuvio syntyy, eri raoista kulkeneet fotonit kulkevat tietysti eri pituisen matkan.

Nykyisillä välineillä ei toki ole käytännössä mahdollista havaita virherajojen puitteissa niin pieniä aikaeroja, mutta periaatteessa vaikka emme seuraisi kummasta raosta yksittäinen fotoni kulkee, voimme päätellä sen siitä, kauanko sillä menee matkaan. Jos siis fotonin liikkeellelähdön ja rakojen toisella puolella havaitsemisen välissä menee yksi sekunti ja tiedämme, että valonlähteen ja interferenssikuvion havaitun kohdan välinen etäisyys vasemmanpuoleisen raon kautta kulkien on täsmälleen yksi valosekunti, niin fotonin on täytynyt kulkea vasemmanpuoleisen raon kautta (koska oikeanpuoleisen kautta kulkiessa matka olisi joko lyhyempi tai pidempi riippuen kummalla puolen interferenssikuviota ollaan).

Lue lisää

Yrität mitata millä tavalla tahansa kummasta raosta on menty niin aina epäonnistut.

Anonyymi kirjoitti:

Yrität mitata millä tavalla tahansa kummasta raosta on menty niin aina epäonnistut.

Ei se aivan noin yksinkertaisesti toimi.

Jos yrität suoraan havaita, kumman raon kautta fotoni kulkee, se kulkee vain toisen kautta eikä interferenssiä tapahdu.
Mutta jos et havainnoi fotonin kulkureittiä, vaan ainoastaan sen matkaan kulunutta aikaa, interferenssikuvion pitäisi syntyä aivan normaalisti.

Anonyymi kirjoitti:

Ei se aivan noin yksinkertaisesti toimi.

Jos yrität suoraan havaita, kumman raon kautta fotoni kulkee, se kulkee vain toisen kautta eikä interferenssiä tapahdu.
Mutta jos et havainnoi fotonin kulkureittiä, vaan ainoastaan sen matkaan kulunutta aikaa, interferenssikuvion pitäisi syntyä aivan normaalisti.

Lue lisää

Interferenssikuvio nimen omaan syntyy. Siitä ei voi päätellä kummasta raosta fotoni kulki.

Anonyymi kirjoitti:

Voisiko superpositiota "huijata" mittaamalla jotain muuta, joka paljastaisi myös sen, kummassa tilassa hiukkanen on (tai kaksoisrakokokeen tapauksessa kummasta raosta fotoni kulkee)?

Kaksoisrakokokeen asetelma on siis kyllä minulle tuttu, mutta en ollut aiemmin tullut ajatelleeksi, että kun diffraktiokuvio syntyy, eri raoista kulkeneet fotonit kulkevat tietysti eri pituisen matkan.

Nykyisillä välineillä ei toki ole käytännössä mahdollista havaita virherajojen puitteissa niin pieniä aikaeroja, mutta periaatteessa vaikka emme seuraisi kummasta raosta yksittäinen fotoni kulkee, voimme päätellä sen siitä, kauanko sillä menee matkaan. Jos siis fotonin liikkeellelähdön ja rakojen toisella puolella havaitsemisen välissä menee yksi sekunti ja tiedämme, että valonlähteen ja interferenssikuvion havaitun kohdan välinen etäisyys vasemmanpuoleisen raon kautta kulkien on täsmälleen yksi valosekunti, niin fotonin on täytynyt kulkea vasemmanpuoleisen raon kautta (koska oikeanpuoleisen kautta kulkiessa matka olisi joko lyhyempi tai pidempi riippuen kummalla puolen interferenssikuviota ollaan).

Lue lisää

"Kaksoisrakokokeen asetelma on siis kyllä minulle tuttu, mutta en ollut aiemmin tullut ajatelleeksi, että kun diffraktiokuvio syntyy, eri raoista kulkeneet fotonit kulkevat tietysti eri pituisen matkan."

Väärin sanottu. Fotonin kulkema aika ja matka ovat täysin sen määrittämiä, että on olemassa interferenssikuvio ja ne ovat tätä interferenssiä vastaava tieto. Tai jos sanotaan ettei interferenssikuviota vielä mitata eikä piirretä mitään näkyviin, juuri sitä ennen fotonilla aika ja matka määrittelevät ja määrittyvät siten, että fotonin eri ajat ja matkat ovat mahdollisia. Missä fotoni on, on mahdollista kun se on voinut valita minkä tahansa suunnan, ja se kulkee sinne jossain ajassa. Osa mahdollisuuksista on hävitetty destruktiivisella interferenssillä (viivojen välistä) ja osa on todennäköisempiä. Se liittyy siihen, että suunta on kuin kahteen kertaan valittu molemmissa raoissa, ja että atomikokeidenkin tapauksessa kvanttiobjekti on funktio, jolla on negatiivisia arvoja, eikä puhtaasti kumuloituva positiviinen esim. todennäköisyysarvo.

Tulisi sanoa, että vain "molemmista raoista kulkenut fotoni" (1 kpl) voi kulkea "eri pituisia matkoja", kun ne merkitsevät viivoja. Ne liittyvät aikaan lähes klassisesti, kun valo kulkee kolmessa ulottuvuudessa jonkinlaisen matkan c*t.

Abstraktinkaltainen mihinkään koskematon ajan mittaus kiinnittää fotonin yhteen mahdollisuuteen kahdesta näistä interferenssiviivoista, ja vastaa osittaista useassa paikassa olevan fotonin lokalisoimista paikassa. (Sillä voi olla myös muita merkityksiä muiden suureiden suhteen). Ei pitäisi myöskään voida kiinnittää tällaista interferenssi-fotonia, joka on kaikissa tiloissa - koska oli kulkenut kahden raon lävitse - yhteen tilaan, ja pitää mitään saatua "tietoa" tietona, että menneisyydessä oltaisiinkin kuljettu vain yhdestä raosta.

Raon mittaus, josta muut ovat puhuneet, on sellainen, joka estää fotonien välitilaa syntymästä samanlaiseksi ennen kuin fotoni on siellä.

Anonyymi kirjoitti:

Interferenssikuvio nimen omaan syntyy. Siitä ei voi päätellä kummasta raosta fotoni kulki.

Ei tietenkään interferenssikuviosta voi päätellä, kummasta raosta kulki. Sehän kaksoisrakokokeen pointti on.

Mutta yksittäisen fotonin matkaan käyttämästä ajasta sen periaatteessa voi päätellä.

Yksinkertaistetaanpa tilannetta mahdollisimman paljon:
- Yksi fotoni lähtee valonlähteestä, kulkee rakojen lävitse ja osuu sitten taustalevyyn.
- Koko matkan se kulkee valonnopeudella (koska on fotoni).
- Jos se kohta taustalevyllä, johon fotoni osuu, ei satu olemaan juuri rakojen välissä keskellä, matka osumakohtaan jomman kumman raon kautta on pidempi kuin toisen.

Jos siis fotoni osuu vaikkapa rakojen vasemmalle puolelle, niin että matka valonlähteestä vasemmanpuoleisen raon kautta osumakohtaan on yksi metri ja vastaavasti matka valonlähteestä oikeanpuoleisen raon kautta osumakohtaan on 1 x metriä, ja mittaamme että fotonilla meni matkaan aikaa täsmälleen 1/c sekuntia, niin voimme tästä päätellä (havainnoimatta itse fotonin kulkua) että se kulki vasemmanpuoleisen raon kautta.

Anonyymi kirjoitti:

Ei tietenkään interferenssikuviosta voi päätellä, kummasta raosta kulki. Sehän kaksoisrakokokeen pointti on.

Mutta yksittäisen fotonin matkaan käyttämästä ajasta sen periaatteessa voi päätellä.

Yksinkertaistetaanpa tilannetta mahdollisimman paljon:
- Yksi fotoni lähtee valonlähteestä, kulkee rakojen lävitse ja osuu sitten taustalevyyn.
- Koko matkan se kulkee valonnopeudella (koska on fotoni).
- Jos se kohta taustalevyllä, johon fotoni osuu, ei satu olemaan juuri rakojen välissä keskellä, matka osumakohtaan jomman kumman raon kautta on pidempi kuin toisen.

Jos siis fotoni osuu vaikkapa rakojen vasemmalle puolelle, niin että matka valonlähteestä vasemmanpuoleisen raon kautta osumakohtaan on yksi metri ja vastaavasti matka valonlähteestä oikeanpuoleisen raon kautta osumakohtaan on 1 x metriä, ja mittaamme että fotonilla meni matkaan aikaa täsmälleen 1/c sekuntia, niin voimme tästä päätellä (havainnoimatta itse fotonin kulkua) että se kulki vasemmanpuoleisen raon kautta.

Lue lisää

Ei toimi noin. Fotoni tai elektroni ei käyttäydy hiukkasen tapaan jos yrität mitata sitä.

Anonyymi kirjoitti:

Ei toimi noin. Fotoni tai elektroni ei käyttäydy hiukkasen tapaan jos yrität mitata sitä.

Fotoni lähtee valonlähteestä, kulkee kaksoisraon läpi ja osuu sen takana taustalevyyn.

Tuohon puuhaan sillä kuluu tietty aika, jonka me voimme mitata häiritsemättä fotonia.
Nopeuden me jo tiedämmekin, koska se on valonnopeus.

Nopeudesta ja matkaan käytetystä ajasta voimme laskea matkan pituuden, joka - muiden paitsi keskelle osuneiden fotonien tapauksessa - paljastaa kulkiko fotoni oikean vai vasemman raon läpi. Ja tämä siis tapahtuu siitä huolimatta, että interferenssikuvio syntyy vain kun sama fotoni kulkee molempien rakojen läpi.

Se, että me mittaamme valonlähteen käynnistämisen ja valon taustalevyyn osumisen välistä aikaa, ei voi häiritä kaksoisrakokoetta, koska ajan mittaaminen itsessään ei pakota fotonia valitsemaan vain jompaa kumpaa reittiä. Joten kun yksittäinen fotoni on kulkenut matkansa, mitä sekuntikello näyttää? Jos käytetty aika vastaa täsmälleen kahdesta reittivaihtoehdosta lyhyempää, tiedämme fotonin reitin. Jos aika vastaa täsmälleen kahdesta reittivaihtoehdosta pidempää, tiedämme taas fotonin reitin. Jos kello näyttää jotain muuta, miksi?

Anonyymi kirjoitti:

Ei tietenkään interferenssikuviosta voi päätellä, kummasta raosta kulki. Sehän kaksoisrakokokeen pointti on.

Mutta yksittäisen fotonin matkaan käyttämästä ajasta sen periaatteessa voi päätellä.

Yksinkertaistetaanpa tilannetta mahdollisimman paljon:
- Yksi fotoni lähtee valonlähteestä, kulkee rakojen lävitse ja osuu sitten taustalevyyn.
- Koko matkan se kulkee valonnopeudella (koska on fotoni).
- Jos se kohta taustalevyllä, johon fotoni osuu, ei satu olemaan juuri rakojen välissä keskellä, matka osumakohtaan jomman kumman raon kautta on pidempi kuin toisen.

Jos siis fotoni osuu vaikkapa rakojen vasemmalle puolelle, niin että matka valonlähteestä vasemmanpuoleisen raon kautta osumakohtaan on yksi metri ja vastaavasti matka valonlähteestä oikeanpuoleisen raon kautta osumakohtaan on 1 x metriä, ja mittaamme että fotonilla meni matkaan aikaa täsmälleen 1/c sekuntia, niin voimme tästä päätellä (havainnoimatta itse fotonin kulkua) että se kulki vasemmanpuoleisen raon kautta.

Lue lisää

"- Jos se kohta taustalevyllä, johon fotoni osuu, ei satu olemaan juuri rakojen välissä keskellä, matka osumakohtaan jomman kumman raon kautta on pidempi kuin toisen."

Raon jälkeen fotoni on kahden palloaallon yhdistelmä. Jotta fotoni voisi päästä seinään, näiden palloaaltojen konstruktiivisen interferenssin eli positiivisen todennäköisyyden huipun on saavutettava seinä. Kun otetaan huomioon aika ja paikka, tämä ei ole täysin sama idea kuin suora mittaus yhdestä raosta seinään jaettuna c. Tai on olemassa ajat t1, t2, jotka vastaisivat kummankin raon etäisyyttä seinäpisteestä. Nämä ajat voivat kuitenkin olla toteutumattomia aikoja, joita ei koskaan saada mittaustuloksiksi, koska ne eivät ole sitä, miltä interferenssi näyttää seinän luona, ja mitä kello silloin on. Kellon arvo määräytyy siten, kun siinä seinää lähellä olevassa todennäköisyyshuipussa oleva fotoni saa kadota, koska huippu on edennyt tarpeeksi lähelle seinää.

Voivatko kyseessä olla t1 ja t2, riippuu siitä, mitä interferenssin huiput tarkoittavat ja ovatko ne täydellinen kuva vain yksittäisestä raosta, joka esim. ennen systeemin integrointia olisi yhden raon systeemin erillinen osa, johon ei lisätä eikä vähennetä mitään kvanttifunktioon kyseisessä paikassa avaruutta ja aikaa (yksi rako kuitenkin muodostaa yhden palloaallon, joka täyttäisi koko seinän, joten tuskinpa). Muutoin aika joka oikeasti saadaan tulokseksi on jostain läheltä rakojen keskipistettä mitattu etäisyys jaettuna c.

Anonyymi kirjoitti:

Fotoni lähtee valonlähteestä, kulkee kaksoisraon läpi ja osuu sen takana taustalevyyn.

Tuohon puuhaan sillä kuluu tietty aika, jonka me voimme mitata häiritsemättä fotonia.
Nopeuden me jo tiedämmekin, koska se on valonnopeus.

Nopeudesta ja matkaan käytetystä ajasta voimme laskea matkan pituuden, joka - muiden paitsi keskelle osuneiden fotonien tapauksessa - paljastaa kulkiko fotoni oikean vai vasemman raon läpi. Ja tämä siis tapahtuu siitä huolimatta, että interferenssikuvio syntyy vain kun sama fotoni kulkee molempien rakojen läpi.

Se, että me mittaamme valonlähteen käynnistämisen ja valon taustalevyyn osumisen välistä aikaa, ei voi häiritä kaksoisrakokoetta, koska ajan mittaaminen itsessään ei pakota fotonia valitsemaan vain jompaa kumpaa reittiä. Joten kun yksittäinen fotoni on kulkenut matkansa, mitä sekuntikello näyttää? Jos käytetty aika vastaa täsmälleen kahdesta reittivaihtoehdosta lyhyempää, tiedämme fotonin reitin. Jos aika vastaa täsmälleen kahdesta reittivaihtoehdosta pidempää, tiedämme taas fotonin reitin. Jos kello näyttää jotain muuta, miksi?

Lue lisää

Et vain saa mitenkään mitattua kumpaa reittiä fotoni on kulkenut kaksoisrakotestissä. Yhtään edes teoreettista tapaa ei ole.

Anonyymi kirjoitti:

"- Jos se kohta taustalevyllä, johon fotoni osuu, ei satu olemaan juuri rakojen välissä keskellä, matka osumakohtaan jomman kumman raon kautta on pidempi kuin toisen."

Raon jälkeen fotoni on kahden palloaallon yhdistelmä. Jotta fotoni voisi päästä seinään, näiden palloaaltojen konstruktiivisen interferenssin eli positiivisen todennäköisyyden huipun on saavutettava seinä. Kun otetaan huomioon aika ja paikka, tämä ei ole täysin sama idea kuin suora mittaus yhdestä raosta seinään jaettuna c. Tai on olemassa ajat t1, t2, jotka vastaisivat kummankin raon etäisyyttä seinäpisteestä. Nämä ajat voivat kuitenkin olla toteutumattomia aikoja, joita ei koskaan saada mittaustuloksiksi, koska ne eivät ole sitä, miltä interferenssi näyttää seinän luona, ja mitä kello silloin on. Kellon arvo määräytyy siten, kun siinä seinää lähellä olevassa todennäköisyyshuipussa oleva fotoni saa kadota, koska huippu on edennyt tarpeeksi lähelle seinää.

Voivatko kyseessä olla t1 ja t2, riippuu siitä, mitä interferenssin huiput tarkoittavat ja ovatko ne täydellinen kuva vain yksittäisestä raosta, joka esim. ennen systeemin integrointia olisi yhden raon systeemin erillinen osa, johon ei lisätä eikä vähennetä mitään kvanttifunktioon kyseisessä paikassa avaruutta ja aikaa (yksi rako kuitenkin muodostaa yhden palloaallon, joka täyttäisi koko seinän, joten tuskinpa). Muutoin aika joka oikeasti saadaan tulokseksi on jostain läheltä rakojen keskipistettä mitattu etäisyys jaettuna c.

Lue lisää

Lopussa voisi kuitenkin argumentoida, että kyseessä on siinä vain keskiarvo, kun taas halutaan oikeasti puhua täydestä tiedosta, jota mahdolliset aaltofunktiot sisältävät. Jotta t1 ja t2 olisivat silloin oikein, fotonin aaltofunktio pitäisi pystyä kirjoittamaan aikojen kannassa, jossa tilat (joita on äärettömin välein koko seinällä) muodostuvat pareista |t1> , |t2> ja kertoimista. Tällöin jossain pisteessä ajan mittaustulos on aiemmin sanotusta huolimattaa aina t1 tai t2, vaikka fotoni saapuisi nyt niiden superpositiossa ja nämä ovat sen vaihtelevat yksittäistulokset. Jos näin väittää, seuraava ongelma on kuitenkin se, että miksi t-superpositiotila ei pystyisi absorboitumaan seinään ilman, että t niin sanotusti luhistuu kummaksikaan arvoksi, vaikka paikalla olisi hyvä ajan mittari (tai tämä on yksi käsite, joka estää ajan mittareita olemasta tarkkoja absorboitumisten kellonhetkille).

Superposition t1 ja t2 mittaaminen ei tarkoita, että mikään aiempi kvanttifunktiosta olisi erilainen tai, että sitä muutettaisiin jälkikäteen. Ajattelu jonkun superposition jäsenen tietämisestä siitä huolimatta, että todellisuus oli jo historiassa superpositiota, on vain sitä että tietää, miten matemaattisessa mallissa jokin mahdollinen mittausarvo liittyy täysin algoritimisesti yhteen systeemin ominaisuuten, kuten t1 rakoon 1 (vaikka sillä muullakin systeemillä on aika paljon väliä). Sellaista tietämystä ei koskaan pidetä fyysisen todellisuuden tasolla, missä merkittävää on vain kokonaisfunktion historia. Äskeinen absorboitumisongelma olisi täynnä selityksiä, jotka tekisivät tällaisia teorioita yksi t kerrallaan myös, ja idea siitä, että rakoja ja t:itä voi seurata, jatkuu sielläkin.

Anonyymi kirjoitti:

Et vain saa mitenkään mitattua kumpaa reittiä fotoni on kulkenut kaksoisrakotestissä. Yhtään edes teoreettista tapaa ei ole.

Sehän tuon kommentoijan pointti juuri oli, että ei yritetäkään mitata kumman raon kautta fotoni kulkee, vaan mitataan jotain aivan muuta, tässä tapauksessa fotonin matka-aikaa, ja PÄÄTELLÄÄN fotonin reitti sen perusteella.

Ja nimenomaan teoreettisen tavan toteuttaa koeasetelma hän on tuossa selittänyt. Käytännössä se ei nykyvälineillä voi onnistua, koska ero matka-ajassa ei voi olla suurempi kuin rakojen välinen etäisyys jaettuna valonnopeudella, mikä on aivan liian lyhyt aika havaittavaksi luotettavasti. Tosin en tiedä voisiko saman tehdä esimerkiksi hitaasti liikkuvilla elektroneilla, jolloin aikaeron reittien välillä saisi havaittavaksi.

Anonyymi kirjoitti:

Sehän tuon kommentoijan pointti juuri oli, että ei yritetäkään mitata kumman raon kautta fotoni kulkee, vaan mitataan jotain aivan muuta, tässä tapauksessa fotonin matka-aikaa, ja PÄÄTELLÄÄN fotonin reitti sen perusteella.

Ja nimenomaan teoreettisen tavan toteuttaa koeasetelma hän on tuossa selittänyt. Käytännössä se ei nykyvälineillä voi onnistua, koska ero matka-ajassa ei voi olla suurempi kuin rakojen välinen etäisyys jaettuna valonnopeudella, mikä on aivan liian lyhyt aika havaittavaksi luotettavasti. Tosin en tiedä voisiko saman tehdä esimerkiksi hitaasti liikkuvilla elektroneilla, jolloin aikaeron reittien välillä saisi havaittavaksi.

Lue lisää

Varsin tarkkaan pystytään fotonien saapumisaikojen eroja määrittämään.

https://www.researchgate.net/post/How-to-measure-the-arrival-time-of-photons-more-exactly

Fotonit voidaan alun perin luoda alle femtosekunnin pituisena pulssina, jolloin niiden osumahetki rakoon on aina hyvin tarkasti tiedossa. Liian lyhyt pulssi tietenkin aiheuttaisi sen, että fotonin aallonpituus ei ole tarkasti määritelty jolloin havaittavaa interferenssikuviota ei enää muodostu kuin varsin lähelle keskipistettä.

Anonyymi kirjoitti:

Varsin tarkkaan pystytään fotonien saapumisaikojen eroja määrittämään.

https://www.researchgate.net/post/How-to-measure-the-arrival-time-of-photons-more-exactly

Fotonit voidaan alun perin luoda alle femtosekunnin pituisena pulssina, jolloin niiden osumahetki rakoon on aina hyvin tarkasti tiedossa. Liian lyhyt pulssi tietenkin aiheuttaisi sen, että fotonin aallonpituus ei ole tarkasti määritelty jolloin havaittavaa interferenssikuviota ei enää muodostu kuin varsin lähelle keskipistettä.

Lue lisää

"Varsin tarkkaan pystytään fotonien saapumisaikojen eroja määrittämään."

Sivulla on puhuttu aiheesta https://en.wikipedia.org/wiki/Hong–Ou–Mandel_effect ja ehkä sen vierestä. Tässä on olemassa kaksi fotonia, ja mitataan niiden saapumisen välistä aikaa. Samaan aikaan saapuminen kun tuottaa näkyvän efektin. Mainittu aika kertoo jotain kyseisen laitteen tarkkuudesta ilman lähdettä. Laitetta voi sitten käyttää kellona tutkimaan eri lähteitä ja ovatko niiden samaanaikaan syntyviksi väitetyt/halutut fotonit oikeasti miten lähellä toisiaan. Jos menetelmällä haluaa tietää yhden fotonin keston, tarvitaan lisäksi tämä paperi vetämään yhtäläisyydet
https://www.researchgate.net/publication/252934439_Measurement_of_UltraShort_Single-Photon_Pulse_Duration_with_Two-Photon_Interference
Tässäkään ei vielä kerrota, miten jokin näistä fotoneista syntyy tai millaisia ne voivat olla.

Hong–Ou–Mandel efekti ei ole kertonut miten kauan fotoneilta esim. yhdessä saapuneina kesti kiertää laitteen läpi, eikä niiden alkuhetkeä tunneta. Noissa ei ole selvitetty, onko sitä mahdollista tehdä tässä laitteessa, ilman että se häiritsee kyseisen efektin luomista.

Efektissä ei synny interferenssikuviota, jota voisi verrata kaksoisrakokokeeseen. Sellaisiakin kokeita kuitenkin on paremmilla laitteilla esim.
https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/2104/2104.08007.pdf
Jos interferometrissä on vain säteenjakaja luomassa superpositioita, ei tällöin voida pyrkiä tutkimaan käytyjä reittejä ajan avulla, jos säteenjakajan jälkeiset reitit ovat aina yhtä pitkät. Ja olisi se reittitieto olemassa ilmankin.

Ei kaksoisrakokoe todista, että fotoni on kahdessa paikassa yhtä aikaan. Voi olla siinä menee kaksi fotonia kerralla, tai voi olla, että yksi fotoni aiheuttaa kaksi aaltoa, tai fotoni synnyttää toisen fotonin joka menee siitä toisesta raosta, tai antifotoni menee siitä toisesta reiästä.

Paljon eri mahdollisuuksia, superpositio on vain yksi tulkinta, ja tulkinta ei ole todiste. Koska me emme voida nähdä tarkkaan noita sub-mikroskooppisen pieniä hiukkasia ja sitä kenttää missä ne kulkee, on vaikea tietää varmasti mitä helevettiä siinä kaksoisraekokeessa tapahtuu.

Anonyymi kirjoitti:

Sehän tuon kommentoijan pointti juuri oli, että ei yritetäkään mitata kumman raon kautta fotoni kulkee, vaan mitataan jotain aivan muuta, tässä tapauksessa fotonin matka-aikaa, ja PÄÄTELLÄÄN fotonin reitti sen perusteella.

Ja nimenomaan teoreettisen tavan toteuttaa koeasetelma hän on tuossa selittänyt. Käytännössä se ei nykyvälineillä voi onnistua, koska ero matka-ajassa ei voi olla suurempi kuin rakojen välinen etäisyys jaettuna valonnopeudella, mikä on aivan liian lyhyt aika havaittavaksi luotettavasti. Tosin en tiedä voisiko saman tehdä esimerkiksi hitaasti liikkuvilla elektroneilla, jolloin aikaeron reittien välillä saisi havaittavaksi.

Lue lisää

Suora mittaus, jälkikäteen päättely, kaikki ovat yhtä ja samaa. Kumpikaan ei onnistu.

Anonyymi kirjoitti:

Ei tietenkään interferenssikuviosta voi päätellä, kummasta raosta kulki. Sehän kaksoisrakokokeen pointti on.

Mutta yksittäisen fotonin matkaan käyttämästä ajasta sen periaatteessa voi päätellä.

Yksinkertaistetaanpa tilannetta mahdollisimman paljon:
- Yksi fotoni lähtee valonlähteestä, kulkee rakojen lävitse ja osuu sitten taustalevyyn.
- Koko matkan se kulkee valonnopeudella (koska on fotoni).
- Jos se kohta taustalevyllä, johon fotoni osuu, ei satu olemaan juuri rakojen välissä keskellä, matka osumakohtaan jomman kumman raon kautta on pidempi kuin toisen.

Jos siis fotoni osuu vaikkapa rakojen vasemmalle puolelle, niin että matka valonlähteestä vasemmanpuoleisen raon kautta osumakohtaan on yksi metri ja vastaavasti matka valonlähteestä oikeanpuoleisen raon kautta osumakohtaan on 1 x metriä, ja mittaamme että fotonilla meni matkaan aikaa täsmälleen 1/c sekuntia, niin voimme tästä päätellä (havainnoimatta itse fotonin kulkua) että se kulki vasemmanpuoleisen raon kautta.

Lue lisää

Jos fotonin syntymäaika tarkka, niin silloin fotonin taajuus suuri.

Anonyymi kirjoitti:

Jos fotonin syntymäaika tarkka, niin silloin fotonin taajuus suuri.

Eikun jos fotonin syntymäaika tarkka, niin silloin fotonin taajuus epätarkka, eli pieni ja suuri samaan aikaan.

Siis aika-energia epätarkkuus on tässä kyseessä. Taajuushan riippuu energiasta.