Практическое применение эксперимента на двух щелях
Описание эксперимента на двух щелях — мысленный эксперимент, демонстрирующий возможность в теории передачи информации в прошлое.
Для начала необходимо сказать о крайне непонятной, но вполне доказанной особенности микрочастиц. Она состоит в том, что если частица не обменивается информацией с миром, то она не в полной мере реализуется физически в пространстве. Изначально любая частица микромира, когда её не регистрирует наблюдатель, то есть не детектирует её местоположение, словно размазана в некой области, превышающей размер частицы. И если наблюдатель посмотрит на частицу (или любым другим образом продетектирует её, то она определится со своим местоположением в этой области, иными словами сколлапсирует.
Если частица обменивается информацией с кем то или чем то, кто или что может эту информацию зарегистрировать, то она перестаёт быть пятном и реализуется в случайном месте из этого пятна вероятного появления частицы. Доказательство этого предоставил Антон Цайлингер в 2004 году. Вот вам пара цитат касательно его работы:
«С учётом сказанного, приходится признать, что до взаимодействия с пролётным детектором электрон находится в нелокальном состоянии и не существует в обычном смысле слова (т. е. в пространстве и времени) как объект классической реальности»
«Опыт свидетельствует о том, что когерентная квантовая суперпозиция разрушается не из-за неконтролируемого возмущающего воздействия макроскопического прибора на микрообъект, как утверждается многими авторами, а благодаря информационному обмену между подсистемами в опыте Цайлингера между молекулой фуллерена и окружающей средой»
Перефразируя его мысль можно сказать, что частица из размазанного пятна вероятности коллапсирует, принимая конкретное положение в пространстве потому что она каким-либо образом обменялась информацией с миром, то есть её пронаблюдали.
Проще говоря любая частица может существовать в двух состояниях размазанное пятно и вполне обычная частичка. Это важно по многим причинам. В данном эксперименте это важно, так как пятно (волна) может пролететь сквозь две прорези одновременно, а частица нет.
В эксперименте с электронным излучателем и стенкой с двумя щелями описывается, что электрон, пролетев через обе щели одновременно, при попадании на пластину, проявит вероятнее всего себя в том месте, где расположен локальный максимум интерференционной картины распределения, если же электрон пролетел через одну из щелей, то вероятней всего он проявит себя в окрестности максимума нормальной картины распределения. Таким образом наблюдатель знает, как летел электрон, или любая другая частица, проявляющая корпускулярно-волновой дуализм.
В самом эксперименте (его еще называют эксперимент с отложным выбором) мы стреляем фотоном и на экране D0 видим его след примерно в центре, нас это не устраивает, по теории вероятности это примерно равновероятное событие и для интерференции и для классической картины. Мы хотим выбрать такой фотон, который наиболее вероятно будет соответствовать только одной картине. Стрельнули тысячу раз. Вот мы нашли частицу которая попала в первый локальный минимум, для интерференции. А значит что картина создаваемая этой частицей, скорее всего будет классической. Это значит, что в будущем частица залетит в точный датчик D3 или D4.Аналогично и для датчиков D3 и D4, попадание в них будет наиболее вероятным тогда,когда на датчике D0 сразу или с какого-то времени мы заметим наличие интерференционной картины. Разворачивая зеркало в нужную сторону,мы можем заставить частицы лететь в заданном направлении (к D1 и D2 или к D3 и D4). Датчики D3 и D4 обезличены, что не позволяет нам увидеть из какой щели вылетела частица, что не скажешь о датчиках D1 и D2.
Таким образом, появляется возможность, меняя направление зеркала, давать или не давать возможность наблюдателю узнать, из какой щели вылетела частица, а значит и менять картину на D0 уже после того, как она получена.