Inhaltsverzeichnis
Werbung
Quantenradierer
Fangfrage:
Oben haben wir erklärt, dass ein auf 0° eingestellter Polarisator in einem
Interferometerarm und ein 90° Polarisator im anderen Arm zu einer Weginformation führen
und wir deshalb kein Interferenzmuster sehen. Der Gedankengang war, dass am Schirm
(oder einem entsprechenden Detektor) entweder 0° oder 90° als Polarisation des Photons
gemessen wird und wir dadurch sagen können, durch welchen Arm es gelaufen ist.
Können wir die gleiche Argumentation verwenden, wenn wir einen 0° und einen 80°
Polarisator verwenden?
Antwort:
Intuitiv könnte man "ja" sagen, denn man mag der Fehlvorstellung aufliegen, dass ein
Photon, das mit 80° Polarisation am Schirm detektiert wird, auch den Interferometerarm
mit dem 80° Polarisator gewählt haben muss. Dies ist jedoch nicht richtig, denn es gibt
eine endliche Wahrscheinlichkeit dafür, dass ein 0° polarisiertes Photon am Schirm oder
einem Detektor als 80° polarisiertes Photon gemessen wird.
Zwar ist diese
Wahrscheinlichkeit klein, die Weginformation ist dadurch aber trotzdem nicht eindeutig.
Mit anderen Worten: die beiden möglichen Wege (oder Zustände) überlagern sich und wir
finden ein Interferenzmuster mit geringem Kontrast.
5.2
Experiment 2: Quantenradierer
In diesem Experiment sollten die beiden Polarisatoren im Aufbau zunächst um 90°
gegeneinander verdreht sein, sodass - aufgrund der Weginformation – keine Interferenz
beobachtbar ist. Dann wird der dritte Polarisator zwischen den letzten Strahlteiler und
einen Schirm mit eingebaut, der sog. „Radierer". Der Radierer ist um 45° gegenüber den
beiden anderen Polarisatoren orientiert. Was beobachtet man nun an diesem Schirm?
Wie man in Abbildung 14 erkennen kann, erscheint hier wieder ein Interferenzmuster.
Abbildung 14 zeigt links den Schirm mit dem Radierer davor und rechts den Schirm ohne
Radierer. Entsprechend ist auf dem linken Schirm wieder ein Interferenzmuster erkennbar,
wohingegen auf dem rechten Schirm keine Interferenz zu beobachten ist.
Diese Beobachtungen können wie folgend erklärt werden: Der Radierer stellt die
Interferenz wieder her, da die Weginformation der Photonen nun nicht mehr vorhanden
ist. Alle Photonen, die auf den Schirm treffen, weisen eine 45° Polarisation auf. Die
Photonen, die am anderen Schirm ohne „Radierer" ankommen tragen diese
Weginformation noch – es kann bestimmt werden, ob sie über Pfad 1 (0° Polarisator) oder
Pfad 2 (90° Polarisator) gekommen sind. Somit ergibt sich am rechten Schirm keine
Interferenz.
Rev E, February 21, 2018
Seite 25
Werbung
Inhaltsverzeichnis
