【光子編織三狹縫的途中】

明道

【光子編織三狹縫的途中】

較少人走過的路： 一個光子迂回地通過三個縫

第一次由一個團隊在印度物理學家量化了如何解釋量子干涉實驗中的存在一個缺陷。

使用"路徑積分"制定的量子力學，團隊計算創建時電子或光子穿過一套三縫干涉圖樣。

它發現非經典的路徑 — — 其中一個粒子可以編織其通過幾個狹縫的方式 — — 必須加以考慮，以及三個直接路徑 （一種通過每個狹縫） 傳統的量子疊加態。

小組說，效果應該是可以測量的實驗涉及微波光子和工作也可以洞察的潛在來源中量子資訊系統中的消相干。

量子理論的基石之一是粒子也可以表現得像波。

這可以通過與電子，許多曾被評選為最美麗的物理實驗的所有時間由物理世界讀者的雙縫都實驗證明。

它涉及到發射電子通過兩個相鄰狹縫和觀察狹縫的另一邊的螢幕上類似波的干涉圖樣的集結。

然而，每個粒子被檢測到的模式，這表明這些微粒的離散實體太裡面的一個小點。

物理學生可以通過該系統當作一個狹縫中穿行的波浪和旅行通過其他縫隙的波疊加解釋雙縫模式。

日本物理學家春一 Yabuki 雖然本說明轉載了在實驗中看到的模式，指出在 1986 年這種方法是近似的因為它忽略了一個粒子可以通過狹縫的非經典路徑的微小可能性。

量子織造

這些非經典的路徑是更容易想出三縫安排。一個粒子可以經歷，說，縫在它的左面，曲線周圍，回去通過之前再次轉身擺脫右側縫縫的中心 （見圖）。

現在， Urbasi Sinha和拉曼研究所和科學在班加羅爾的印度理工學院的同事們計算了這些非經典的路徑上的三重的狹縫產生的干涉條紋的影響。

這支隊伍利用量子力學路徑積分表述，察看狹縫寬度和縫分離入射光子和電子的不同組合。

在電子，研究者研究出的非經典的路徑會產生微小的影響，觀察到的模式，會偏離因數大約 10-8的簡單疊加。

為可見光，這種變化增加到大約 10-5，但這仍然是太小，無法檢測。

事實上，計算解釋為什麼 Sinha 和在加拿大滑鐵盧大學的同事們沒有看到任何在 2010 年完成光學三縫干涉實驗中的偏差 （見"量子理論生存及其最新考驗").

微波爐的偏差

原來，然而，偏差應該上升到大約 10-3為微波光子，而且團隊認為可以在實驗中使用的波長 4 釐米，光子的 120 釐米的狹縫寬度和 400 釐米縫分離來衡量。

事實上，Sinha 初步結果告訴非議，她的團隊在拉曼研究所已成立一個微波實驗來尋找影響，但不是能發表評論。

如果進行這樣的實驗，可以提供房間大小通常與亞原子的進程相關聯的路徑積分制訂量子力學 — 示範。

此外，瞭解非經典路徑的作用在干涉儀為基礎的量子資訊系統可以説明減少噪音的破壞性影響，在這些系統中的物理學家。

研究結果發表在物理評論快報.

關於作者

麥高樂莊士敦是非議的編輯器

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