Quantenradierer

Quantum-Eraser · Anmeldungsdatum: 05.03.2005 Beiträge: 3 Wohnort: Delmenhorst

HeyHo
ich schreib grad meine Facharbeit über den Quantenradierer und optische analogieversuche und finde einfach kein Material.........kann mir jemand ne gute Seite empfehlen??

und eine Frage hab ich......warum gibt es beim hypothtischen Quantenradierer (der mit den Mikrowellen-hohlräumen) keinen Rückstoß bei der Photonen-Emission?? Und warum wird das Photon überhaupt emittiert??

Bruce · Anmeldungsdatum: 20.07.2004 Beiträge: 537

@Quantum-Eraser

Schau doch mal hier nach:

http://www.physik.uni-mainz.de/lehramt/Fortbildung/Quanten0401/polspalt.pdf
http://www.mat.ufmg.br/~tcunha/2003-07WalbornF.pdf
http://grad.physics.sunysb.edu/~amarch/

Falls ich zu deinen beiden Fragen bezüglich der Photonenemission noch
was Brauchbares finde, dann melde ich mich hier nochmal.

Gruß von Bruce

Quantum-Eraser · Anmeldungsdatum: 05.03.2005 Beiträge: 3 Wohnort: Delmenhorst

Danke Bruce

das mit der Photonen-Emission hat sich sowieso erledigt........

aber für einen weiteren Analogie-Versuch zum Quantenradierer (ausser der mit Markierung durch Polarisation) wäre ich äußerst dankbar

Nikolas

Das Experiment mit den Ploarisatoren ist eigentlich kein Quantenradierer.
Das Ergebniss kann man ohne Probleme auch mit einer klassischen Wellenvorstellung erklären. Da beide Strahlen senkrecht zueinander schwingen, können sie nicht miteinander interferieren; um das zu erklären, ist die Quantenmechanik nicht notwendig!

Quantum-Eraser · Anmeldungsdatum: 05.03.2005 Beiträge: 3 Wohnort: Delmenhorst

hm wenn das stimmt ham die von "american scientist" oder spektrum der wissenschaft keine ahnung.....

und ich muss meine >Facharbeit nochma neu schreiiben

Nikolas

Der Meinung ist jedenfalls mein Physiklehrer und die Erklärung finde ich einleuchtender als die Radiererei. Wenn ich einen E-Vektor durch ein Herzsches Gitter schicke, interferiert der sich auch nur weg, wenn die Stäbe parallel zur Schwingungsebene des E-Vektors stehen. Warum sollten dann plötzlich zwei senkrecht aufeinander stehende E-Vektoren interferieren können?

Bruce · Anmeldungsdatum: 20.07.2004 Beiträge: 537

@Toxman
Auf welches Experiment beziehst Du dich?

Es gibt Teilaspekte des oben von mir zitierten Experiments von
Walborn et.al. ( http://grad.physics.sunysb.edu/~amarch/ ), die lassen
sich im Rahmen der klassischen Elektrodynamik erkären. Um Interferenz
durch Beugung von Licht an einem Doppelspalt (mit oder ohne Polfilter
davor) zu erkären, bedarf es keiner Quantenmechanik. Insofern hast Du
recht.

Der Witz bei dem Experiment ist die Koinzidenzmessung zweier Photonen,
für die es in der klassischen Elektrodynamik kein Analogon gibt. Erst
aufgrund der nichtlokalen Korrelation zwischen den Polarisationszuständen
der beiden Photonen wird es ermöglicht, durch Polarisierung des einen
Photons die Doppelspaltinterferenz des anderen Photons ein bzw. auszu-
schalten. Rein klassisch kann ich nicht verstehen, wieso durch eine
passende Einstellung der Polarisation des einen Strahls der andere Strahl
so beeinflußt wird, daß Interferenz mal beobachtet werden kann und ein
anderes mal eben nicht.

Falls Du oder dein Lehrer das klassisch erklären kann, dann bitte ich
um Aufklärung.

Gruß von Bruce

Nikolas

@ Bruce: Ich beziehe mich auf das Mach-Zehnder-Interferometer, bei dem man in beide Strahlengänge Linearpolarisatoren stellt, die senkrecht aufeinander stehen.
Als Quantenradierer kommt dann nach Vereinigung ein dritter Linearpolarisator, der 45° zu den ersten ausgerichtet ist.
Diese anordnung wird als Quantenradierer verkauft, weil hier angenommen wird, dass die Polarisation als Weg-Marker dient und somit eine Interferenz ausgeschlossen ist.
Alternativ kann man auch sagen, dass zwei E-Vektoren, die senkrecht aufeinander stehen, sicher nicht interferieren können. Damit braucht man die gesamte 'Welcher-Weg' Geschichte nicht um das Ergebniss zu erklären.

Bruce · Anmeldungsdatum: 20.07.2004 Beiträge: 537

O.K. Toxman, für das von dir beschriebene Experiment stimmt dein Einwand.

Allerdings kann man dieses Experiment auch so durchführen, daß nur
Einzelphotonenimpulse von einem Detektor registriert werden und das
Interferenzmuster aus den Zählimpulsen an verschiedenen Stellen auf
einem Beobachungsschirm rekonstruiert wird. Dann kommt man an einer
Erklärung mit Hilfe der Quantenmechanik nicht mehr vorbei und der
Begriff Quantum-Eraser für den dritten Polarisator ist plausibel,
da dieser tatsächlich die Weginformation für einzelne Photonen löscht.

Bei kontinuierlicher Bestrahlung des Interferometers mit hinreichend
kohärentem Licht greift dann wieder die Erklärung der klassischen
Elektrodynamik.

Gruß von Bruce

sg18369 · Anmeldungsdatum: 20.04.2005 Beiträge: 2 Wohnort: Berlin

Hallo,

ich hab eine frage zu den Quantum-Eraser grübelnd

Im Buch von Brian Greene (The Fabric of the Cosmos:...) wird das Delayed-Choice-Quantenradierer Experiment von Kirn, Kulik et all dargestellt bei dem auf einem Detektorschirm Signalphotonen auftrafen bzw registriert wurden, dessen Idlerphotonen-Partner sowohl bekanntem wie unbekanntem Weg vor sich hatten. Erwartungsgemäß zeigte sich vorerst keine Interferenzmuster. Aber eine nachträgliche Fokussierung auf der Untermenge an Photonen deren Weg unbestimmt war, ließ das Interferenzmuster wieder entstehen. Laut Greene belegt das Experiment, daß sogar das nachträgliche wissen oder nicht-wissen welchen Weg die Photonen genommen haben, ihre Partikel oder Wellen Eigenschaft bestimmt.
Das Wesen des Experiment war u.a., daß die Signalphotonen früher am Hauptdetektor waren als die Idlerphotonen-Partner an ihren.
Mich interessiert was passieren würde wenn man die Idlerphotonen solange auf ihrem Weg zu einem Detektor hält, daß die Entscheidung ob ihr Weg festgestellt wird oder nicht erst dann erfolgt wenn die Signalphotonen schon angekommen sind.
Ist so ein Experiment schon mal gemacht worden ¿

Gruß

Enrico

Bruce · Anmeldungsdatum: 20.07.2004 Beiträge: 537

Hi sgDingsBums,

Schau mal hier nach:

http://grad.physics.sunysb.edu/~amarch/

Unter diesem Link findest Du auch eine pdf Datei eines Phys.Rev.Lett. Papers,
in dem ein "delayed choice quantum eraser" beschrieben wird.

Gruß von Bruce

sg18369 · Anmeldungsdatum: 20.04.2005 Beiträge: 2 Wohnort: Berlin

Danke Bruce, aber die Publikation ergänzt und erweitert lediglich die Daten von Kirn, Kulik et all und klährt nicht meine Fragestellung.
In der Publikation selbst wird darauf hingewiesen, daß die Versuchsanordnung es zwar ermöglichte Signalphotonen (s) und ihre Partner (p) mit einem zeitlichen interwall (also nacheinander: s vor p und p vor s) zu erfassen, aber nicht darauf ausgerichtet war, die Entscheidung ob die which-path Detektoren eingesetzt werden oder nicht, nach dem antreffen der Signalphotonen zu treffen. Es geht hier um die Frage ob eine spätere Entscheidung ein früheres Ereigniss (Interferenzmuster ¿ der Signalphotonen) korregieren kann. Es geht mir also weniger um eine delayed erasure als vielmer um eine delayed choice.
Mich würde Interessieren ob eine nachträgliche Entscheidung den Weg der Partnerphotonen festzustellen oder nicht, den Aufgezeichneten Muster der Signalphotonen ändert.

Gruß
Enrico

Bruce · Anmeldungsdatum: 20.07.2004 Beiträge: 537

O.K. da lag wohl bei mir ein Mißverständnis vor.

Ich hoffe Du kennst eine für jedermann Online verfügbare Referenz,
in der das von dir angesprochene Experiment beschrieben wird.

Das von dir zitierte Buch habe ich nicht und im Moment habe ich
auch nicht die Zeit, um in eine Uni-Bibliothek zu laufen und passendes
Material auszuleihen oder zu kopieren. Wenn Du hier weiter über deine
Frage diskutieren willst, dann mußt Du uns ein wenig Material zum
nachlesen anbieten.

Quantenoptik-Experten, die dir sofort weiterhelfen können, darfst Du
hier nicht erwarten!

Also, schaff zunächst mal Lesestoff ran, dann können wir weiter sehen.

Gruß von Bruce

larifari · Gast

Ich stell mir das mal am doppelspalt mit elektronen vor:
macht man nichts so sieht man ein interferenzbild. Misst man durch welches loch die photonen jeweils gehen so zerstört man die interferenz z.b in dem man Licht auf die Spalte schickt was durch die die elektronen gestreut wird und dann durch ein detektor gemessen wird und somit rückschlüsse auf den Ort der streuung zulässt. Misst man degegen den Impuls des Photons so weiss man wegen der Heisenbergschen unschärfe den ort nicht, und man sieht wieder ein interferenz bild. Die elektronen die auf den schirm fliegen "wissen" was ich messe (also ort oder impuls) weil sie mit den photonen verschränkt sind. Die frage ist nun: was passiert wenn ich zuerst das Bild auf dem detektor messe und dann das Photon (ort oder impuls)? Wenn ich z.b. (1.Fall) kein Interferenzbild messe und dann den Impuls des photons messe, müsste ich doch im nachhinein doch ein interferenzbild messen, weil ich doch nun keine information über den Ort des elektrons habe (welchers loch ist es geflogenm?) oder andersrum: (2.Fall) angenommen ich messe ein interferenzbild und messe dann den ort des photons, dann müsste ich das interferenzbild ja im nachhinein zerstören.
Ich glaube die lösung ist:
1.Der experimentator ist nciht der beobachter. Der effekt würde ja auch passieren wenn keiner zuschaut. die beobachtung ist der moment wo das photon das elektron "sieht" d.h. eigentlic ist das photon der beobachter, nicht ich. d.h. nachdem ich licht auf den spalt geschickt habe zerstöre ich ersteinmal immer das interferenz bild. (das nennt man glaube ich dekohörenz). d.h. der zweite Fall wird gar nciht eintreten.
2. Der quantenradierer beruht nun aber auf der verschränkung des photons mit dem elektron. also je nach dem was ich mit dem photon mache so verändere ich die eigenschaften des elektrons (teilchen oder welle), das kommt also durch die verschränkung. messe ich aber zuerst das bild der elektronen so zerstöre ich die verschränkung da die messung am shrim den zustand der elektronen verändern, wenn die elektronen photonen sind dann können diese sogar am schrim/detektor vernichtet werden (anregung von atomen). d.h. egal was ich dann mit dem anderen photon mache...es hat keinen einfluss mehr auf des Bild am schirm.
3.bzw. selsbt wenn das elektron noch mit dem photon verschränkt ist dann kann es das bild auf keinen fall ändern. ich weiss jetzt nciht genau wie ein leuchtschimr funktioniert, aber irgendwie hat das elektron da ja atome angeregt die dann floureszieren also wieder photonen strahlen und mir das nicht-interferenz bild geben, das elektron hat durch diesen physikalischen prozess seinen zustand geändern, fliegt irgend wo im raum umher, oder macht was anderes. wenn ich nun (nach dem ich das nicht-interferenz bild gesehen habe) den impuls des photons messe, zerstöre ich im nachhinein zwar die information darüber durch welchen spalt das elektron gekommen ist, ich weiss aber auch nciht wo sich das elektron zu diesem zeitpunkt überhaupt befindet.
hm ich weiss jetzt aber nciht ob die messung am schimr die verschränkung zerstört. wenn sie nciht zerstört wird wäre die frage was wenn ich zwei schirme hintereinander stelle, der erste misst kein interferenz bild lässt aber die elektronen durch, und dann messe ich bevor es den zweiten schrim erreicht den impuls des photons...erscheint dann auf dem zweiten ein interferenzbild?