Квант физикасының ой эксперименттері: Уилердің кешіктірілген таңдау эксперименті

Кіріспе

Кванттық физикадағы ой эксперименттерінің саны

Уилердің кешіктірілген таңдау эксперименті – Джон Арчибальд Уилер ұсынған кванттық физикадағы ой эксперименттерінің бірнешеуін қамтиды, олардың ең танымалдары 1978 және 1984 жылдары жарияланды. Бұл эксперименттердің мақсаты – жарық екі жарықтан өтетін тәжірибедегі құралды қандай да бір жолмен «сезіне» ма, өзінің мінез-құлқын тиісті, нақты күйге келтіріп, сәйкестендіре ме, әлде өлшенгенге дейін толқын мен бөлшек сияқты екі түрлі мінез-құлықты бірдей көрсете ме, соны анықтауға бағытталған. Осы эксперименттердің ортақ ниеті – егер жасырын айнымалы модельдерге сәйкес, әр фотон бөлшек ретінде немесе толқын ретінде қалай әрекет ететінін «шешсе», содан кейін фотон детекторға жеткенге дейін жүйеде фотонның «қарсы әрекет етуді таңдағандай» көрінетін өзгеріс жасау. Осы эксперименттерді түсіндіретіндердің кейбіреулері фотон бір уақытта толқын да, бөлшек те бола алмайды деп санайды. Уилердің мақсаты – фотонның болмыс күйлері арасындағы ауысу кезіндегі уақытқа байланысты жағдайларды зерттеу болды. Оның жұмысы көптеген ашылымдарға әкелген көптеген тәжірибелерге ықпал етті. Бұл тәжірибелер желісі алғашқыда жүзеге асыру өте қиын болды. Бірақ, жылдар өте келе, ол өте құнды болып шықты, себебі ол зерттеушілерді «бір кванттың толқын-бөлшектік екі жақтылығының күшейтілген демонстрацияларын» жасауға жетеледі. Бір тәжірибеші түсіндіргендей, «толқын мен бөлшектің мінез-құлқы бір мезгілде қатар өмір сүре алады».

Кіріспе

Уилердің кешіктірілген таңдау эксперименті" – кванттық физикадағы бірқатар ой эксперименттерін білдіреді, алғашқысы 1978 жылы осы Уилер ұсынған. 1983 жылы тағы бір маңызды нұсқасы ұсынылды. Бұл эксперименттердің бәрі кванттық физиканың түбірлік мәселелерін қарастыруға бағытталған. Олардың көптегені Уилердің 1978 жылғы «Өткен және «Кешіктірілген таңдау» қос саңылау эксперименті» атты мақаласында талқыланған, ол А.Р. Марлоудың «Кванттық теорияның математикалық негіздері» кітабында қайта жарияланған, 9-48 беттерде. Толықтыру принципіне сәйкес, фотонның «бөлшектік сипаттағы» (нақты орналасқан) немесе «толқындық сипаттағы» (жиілігі немесе амплитудасы бар) қасиеттерін өлшеуге болады, бірақ оларды бір уақытта өлшеуге болмайды. Қандай қасиет өлшенетіні, экспериментшілердің бөлшектерді немесе толқындарды бақылауға арналған құралды қолдануына байланысты. Егер бұл тұжырым қатаң түрде қолданылса, детектор түрін анықтау арқылы фотонды тек бөлшек немесе тек толқын ретінде көрінуге мәжбүр етуге болады деуге болады. Фотонды анықтау, әдетте, бұзушы процесс болып табылады (бұзушы емес өлшемдер үшін кванттық бұзылусыз өлшеу қараңыз). Мысалы, фотон энергиясын сіңіріп алатын фотомультипликатордағы электронның сіңірілуі нәтижесінде анықталады, ал ол энергия құрылғыдан «дыбыс» шығаратын оқиғалар тізбегін іске қосу үшін қолданылады. Қос саңылау экспериментінде фотон экранда кеңістік және уақыт бойынша локализацияланған нүкте ретінде пайда болады. Экрандағы фотондардың жиналуы, фотон саңылаулар арқылы толқын немесе бөлшек ретінде өтіпті-жоқпы деген туралы ақпарат береді. Егер жиналу толқындардың әдеттегі интерференциялық суретін көрсетсе, фотон толқын ретінде өтіпті делінеді (құралуын көрсететін анимацияны қараңыз). Дегенмен, егер саңылаулардың бірі жабық болса немесе екі ортогональды поляризатор саңылаулардың алдына орналастырылса (әр саңылаудан өтетін фотондарды ерекшелеуге мүмкіндік береді), онда интерференциялық сурет пайда болмайды және жиналу фотонның бөлшек ретінде өтуінің нәтижесі ретінде түсіндіріледі. Кванттық механика фотонның әрқашан толқын ретінде қозғалатынын болжайды, бірақ бұл болжамды фотонды бөлшек ретінде анықтағанда ғана көруге болады. Осылайша, мынадай сұрақ туындайды: фотон эксперименттік орналымға байланысты толқын немесе бөлшек ретінде қозғалуын шеше ала ма? Егер олай болса, фотон толқын немесе бөлшек ретінде қозғалуын қашан шешеді? Екі саңылаулы дәстүрлі эксперименттің екі саңылаудың бірін жабуға болатындай етіп дайындалғанын көрінелік. Егер екі саңылау да ашық болса және лазер фотондарды шығарса, онда детектор экранында тез арада интерференциялық сурет пайда болады. Интерференциялық суретті тек толқындық құбылыстардың салдары ретінде түсіндіруге болады, сондықтан экспериментшілер әрбір фотон шығарылған сәттен бастап толқын ретінде қозғалуды «шешкен» деген қорытындыға келеді. Егер тек бір саңылау ғана қол жетімді болса, онда интерференциялық сурет пайда болмайды, сондықтан экспериментшілер әрбір фотон шығарылған сәттен бастап бөлшек ретінде қозғалуды «шешкен» деген қорытындыға келеді. Бірақ, екі жағдайда да фотон нақты конфигурацияланған саңылау сценарийімен кездеспей тұрып шешімін қабылдауы керек.

"Wheeler's delayed choice experiment" refers to a series of thought experiments in quantum physics, the first being proposed by him in 1978. Another prominent version was proposed in 1983. All of these experiments try to get at the same fundamental issues in quantum physics. Many of them are discussed in Wheeler's 1978 article "The 'Past' and the 'Delayed Choice' Double Slit Experiment", which has been reproduced in A. R. Marlow's Mathematical Foundations of Quantum Theory, pp. 9–48. According to the complementarity principle, the 'particle like' (having exact location) or 'wave like' (having frequency or amplitude) properties of a photon can be measured, but not both at the same time. Which characteristic is measured depends on whether experimenters use a device intended to observe particles or to observe waves. When this statement is applied very strictly, one could argue that by determining the detector type one could force the photon to become manifest only as a particle or only as a wave. Detection of a photon is generally a destructive process (see quantum nondemolition measurement for non destructive measurements). For example, a photon can be detected as the consequences of being absorbed by an electron in a photomultiplier that accepts its energy, which is then used to trigger the cascade of events that produces a "click" from that device. In the case of the double slit experiment, a photon appears as a highly localized point in space and time on a screen. The buildup of the photons on the screen gives an indication on whether the photon must have traveled through the slits as a wave or could have traveled as a particle. The photon is said to have traveled as a wave if the buildup results in the typical interference pattern of waves (see for an animation showing the buildup). However, if one of the slits is closed, or two orthogonal polarizers are placed in front of the slits (making the photons passing through different slits distinguishable), then no interference pattern will appear, and the buildup can be explained as the result of the photon traveling as a particle. Quantum mechanics predicts that the photon always travels as a wave, however, one can only see this prediction by detecting the photon as a particle. Thus, the question arises: Could the photon decide to travel as a wave or a particle depending on the experimental setup? And if yes, when does the photon decide whether it is going to travel as a wave or as a particle? Suppose that a traditional double slit experiment is prepared so that either of the slits can be blocked. If both slits are open and a series of photons are emitted by the laser then an interference pattern will quickly emerge on the detection screen. The interference pattern can only be explained as a consequence of wave phenomena, so experimenters may conclude that each photon "decided" to travel as a wave as soon as it was emitted. If only one slit is available then there will be no interference pattern, so experimenters may conclude that each photon "decided" to travel as a particle as soon as it was emitted. Notably however, in either case the photon must commit to its decision before encountering the actual configured slit scenario.

Қарапайым интерферометр

Фотонның толқын немесе бөлшек ретінде әрекет етуін анықтаудың бір жолы экспериментте Мах-Цендер интерферометрін пайдалану. Құрылғы оң жақтағы суретте көрсетілген. Егер бір фотон аппараттың төменгі сол жақ бұрышындағы кіру портына жіберілсе, ол бірден сәуле бөлгішпен кездеседі. Көзден өту немесе шағылу ықтималдығы бірдей болғандықтан, фотон тікелей алға қарай жалғасады, төменгі оң жақ бұрыштағы айнадан шағылады және аппараттың жоғарғы жағындағы детекторда анықталады (көк жолмен көрсетілген), немесе сәуле бөлгіштен шағылады, сол жақ жоғарғы бұрыштағы айнаға соқтығысады және аппараттың оң жақ шетіндегі детекторға шығады (қызыл жол). Екі детекторда фотондардың бірдей санымен пайда болатынын, бірақ бір мезгілде екеуінде де пайда бола алмайтынын түсіндіру үшін, бір гипотезада әрбір фотон эмиссиясынан бастап анықталу уақытына дейін бөлшек ретінде қалып, бір жолмен немесе басқа жолмен жүреді, ал оның толқындық қасиеттері көрінбейді. Егер аппарат оң жақ жоғарғы бұрышына екінші сәуле бөлгіш орналастырылып, айналар мен бөлгіштер бір-біріне дәл бірдей арақашықтықта орнатылса, онда әр жолдан келетін фотондар екінші сәуле бөлгіште қайта қосылады және оң жақтағы детекторға ғана соқтығысып, интерференция көрсетеді. Бұл фотонның осы конфигурацияда екі жолмен де толқын ретінде жүретінімен түсіндіріледі. Жоғарыдағы детекторда аяқталатын траектория толқынның екі сәуле бөлгіште шағылысатын бір жолын және олардың екеуі арқылы өтетін екінші жолын біріктіреді. Бұл екі жолдың арасындағы ұзындық айырмашылығын тудырады, нәтижесінде толқын өзімен-өзі фазадан шығып, жойқын интерференцияға ұшырайды (екінші сәуле бөлгіштен жоғарыдағы детекторға қарай шығарда). Оң жақтағы детекторға апаратын траектория екі бірдей жолды қамтиды – екі шағылыс және екі тарату, бұл олардың фазаларын сәйкестендіреді, сондықтан толқындар бір-бірін күшейтеді (конструктивті интерференция) және әрқашан осы детекторға соқтығысады. Бір мезгілде тек бір фотон жіберілсе де, фотонның екі жолмен де толқын ретінде жүретіні және тек толқынға ғана тән өзара әрекеттесетінін ескеру маңызды. Яғни, екінші сәуле бөлгіштің болуы екі жолды да детекторларға жеткізеді, осылайша олардың жолдарын ажырату мүмкін болмайды, фотон интерференцияның толқындық қасиеттерін көрсетеді. Әйтпесе, ол бір детекторды немесе басқасын кездейсоқ соқтырады, өйткені бір жолдан келген бөлшектер сияқты; одан фотон интерферометр арқылы бөлшек ретінде немесе толқын ретінде жүретінін, ол кездесетін орнатуға байланысты "шешеді". Осылайша, Уилер фотонның "шешімін" қабылдау уақытын эксперименттік түрде анықтауға болатынын білгісі келді. Ол екінші позицияда сәуле бөлгіш болмағанда, фотонды бірінші сәуле бөлгіш аймағынан өтуге рұқсат етуге болады ма, осылайша ол бөлшек ретінде жүруді "шешеді", содан кейін екінші сәуле бөлгіш оның жолына жылдам кіріп келеді ме? Осы сәттен бұрын бөлшек ретінде жүрген фотонға сәуле бөлгіш оны өткізіп, екінші сәуле бөлгіш болмағандағы бөлшек сияқты өзін көрсете ме? Немесе екінші сәуле бөлгіш әрқашан сол жерде болғандай әрекет ете ме? Бұл интерференция әсерлерін тудыра ма? Егер ол интерференция әсерлерін көрсетсе, онда ол уақытқа кері оралып, бөлшек ретінде жүру туралы "шешімін" толқын ретінде жүруге өзгертуі керек пе? Уилер объективті деректер алу арқылы бірнеше гипотезаларды зерттеуді қалаған. Альберт Эйнштейнге кванттық механиканың осы мүмкін болатын салдары ұнамады. Алайда, эксперименттер екі тілік нұсқасымен де, интерферометрлік нұсқасымен де жүргізілгенде, фотонның өмірі бөлшектік табиғатын көрсетуді талап ететін эксперименттік конфигурациядан басталып, толқындық табиғатын көрсетуді талап ететін эксперименттік конфигурациямен аяқталса, ол әрқашан өзімен-өзі интерференция жасап, толқындық қасиеттерін көрсететіні анықталды. Сол сияқты, егер эксперимент екінші сәуле бөлгіш орналасқан күйден басталса, бірақ фотон ұшып бара жатқанда ол алынып тасталса, онда фотон кез келген интерференция белгілерісіз екі детектордың біріне соқтығысады. Демек, екінші сәуле бөлгіштің болуы немесе болмауы оның "толқын немесе бөлшек" көрінісін әрқашан анықтайды. Көптеген экспериментаторлар тәжірибелік нәтижелерді соңғы жағдайларға байланысты фотонның кіріс портына кіргенде не болуын анықтайтын ретроспективті шешім қабылдағанын түсіндірді. Бұған қарамастан, Уилер бұл түсіндіріске қарсы болды.

One way to investigate the question of when a photon decides whether to act as a wave or a particle in an experiment is to use a Mach–Zehnder interferometer. The apparatus is depicted in the image to the right. If a single photon is emitted into the entry port of the apparatus at the lower left corner, it immediately encounters a beam splitter. Because of the equal probabilities for transmission or reflection the photon will either continue straight ahead, be reflected by the mirror at the lower right corner, and be detected by the detector at the top of the apparatus (indicated by the blue path), or it will be reflected by the beam splitter, strike the mirror in the upper left corner, and emerge into the detector at the right edge of the apparatus (red path). To explain the observation that photons show up in equal numbers at the two detectors, but never at both at a time, one hypothesis says that each photon has behaved as a particle from the time of its emission to the time of its detection, has traveled by either one path or the other, and its wave nature has not been exhibited. If the apparatus is changed so that a second beam splitter is placed in the upper right corner and the mirrors and splitters adjusted precisely at the same distance between one another, then the photons from each path will recombine at the second beam splitter and will show interference by always only hitting the detector on the right. This is explained if in this configuration the photon travels as a wave along both paths. The trajectory that ends at the detector at the top combines one route in which the wave is reflected on both beam splitters, with another in which it is transmitted through both of them. This introduces a difference in length between the two routes that causes the wave to be out of phase with itself and cancel out (destructive interference) as it leaves the second beam splitter towards the detector at the top. The trajectory to the detector on the right, on the other hand, involves two identical routes two reflections and two transmissions at the splitters which causes their phases to match, hence the waves reinforce each other (constructive interference) and always hit this detector. It is important to note that this happens even if only one photon is emitted at a time, which means the photon travels as a wave along both paths and interferes with itself as only a wave can do. That is, when the presence of a second beam splitter makes both paths reach both detectors, thus rendering their paths indistinguishable, the photon shows the wave characteristic of interference. Otherwise, it will randomly hit one detector or the other, as would a particle coming from just one path would; it follows that the photon seems to "decide" whether it will travel through the interferometer as a particle or as a wave depending on the setup that it will encounter at the end of it. Thus, Wheeler wanted to know if, experimentally, a time could be determined at which the photon made its "decision." Would it be possible to let a photon pass through the region of the first beam splitter while there was no beam splitter in the second position, thus causing it to "decide" to travel as a particle, and then quickly let the second beam splitter pop up into its path? Having presumably traveled as a particle up to that moment, would the beam splitter let it pass through and manifest itself as would a particle as if that second beam splitter had not been there? Or, would it behave as though the second beam splitter had always been there? Would it manifest interference effects? And if it did manifest interference effects, then to have done so must it have gone back in time and changed its "decision" about traveling as a particle to traveling as a wave? Note that Wheeler wanted to investigate several hypotheses by obtaining objective data. Albert Einstein did not like these possible consequences of quantum mechanics. However, when experiments were finally devised that permitted both the double slit version and the interferometer version of the experiment, it was conclusively shown that a photon that begins its life in an experimental configuration that would call for it to show its particle nature but ends up in an experimental configuration that would call for it to show its wave nature, it will always show its wave characteristics by interfering with itself. Likewise, if the experiment began with the second beam splitter in place but it was removed while the photon was in flight, then the photon would inevitably hit either detector without any sign of interference effects. So the presence or absence of the second beam splitter would always determine if it has "wave or particle" manifestation. Many experimenters reached an interpretation of the experimental results that said that the change in final conditions would retroactively determine what the photon had "decided" to be as it was entering the first beam splitter. As mentioned above, Wheeler rejected this interpretation.

Космикалық интерферометр

Себеп-салдар туралы қалыпты түсініктерді жоюдан сақтану үшін кейбір теоретиктер екінші сәуле бөлуші орнатылған немесе орнатылмағандығы туралы ақпаратты тәжірибелік құрылғының соңғы нүктесінен фотонға қайта жіберуге болатынын ұсынды, бұл оған құрылғыға кіргенде дұрыс «шешім» қабылдауға мүмкіндік береді. Сондықтан Уилер өзінің экспериментінің ғарыштық нұсқасын ұсынды. Осы ой-экспериментте ол Жерден миллиондаған немесе миллиардтаған жарық жылдары қашықтықта орналасқан квазар немесе басқа галактика, гравитациялық линза болып әрекет ететін аралықтағы галактика немесе галактикалар шоғырының айналасынан жарығын өткізсе, не боларын сұрайды. Жерге қарай ұмтылған фотон аралықтағы массивті галактиканың жанындағы кеңістіктің бұрмалануына тап болады. Осы сәтте ол линзалық галактиканың айналасында бір жолмен, бөлшектей жүруді немесе толқын ретінде екі жолмен де жүруді «шешуі» керек. Фотондар Жердегі астрономиялық обсерваторияға жеткенде не болады? Гравитациялық линзаның әсерінен обсерваториядағы телескоптар бір квазардың екі бейнесін көреді – біреуі линзалық галактиканың сол жағында, екіншісі оң жағында. Егер фотон бөлшектей жүріп, сол жақ квазардың бейнесіне бағытталған телескоптың түйіріне түсіп кетсе, онда ол миллиондаған жылдар бойы бөлшектей жүруді шешкен болуы керек, десе де кейбір тәжірибешілер солай айтады. Телескоп басқа квазардың бейнесінен ештеңе ұстап алуға дұрыс бағытталмаған. Егер фотон бөлшектей жүріп, кері жолмен өтсе, онда оны тек оң жақ «квазарға» бағытталған телескоптар ғана анықтай алады. Осылайша, миллион жыл бұрын фотон бөлшектей жүріп, кездейсоқ басқа жолды таңдады. Бірақ тәжірибешілер енді басқаша әрекет етуге шешім қабылдады. Олар екі телескоптың шығысын сәуле бөлушіге бағыттап, біреуінің өте жарқын екенін (оң кедергіні көрсетеді), ал екіншісінің дерлік нөлдік екенін анықтады, бұл кіретін толқындық функциялар жұбының өзін-өзі жойғанын көрсетеді. Уилер адвокаттың рөлін ойнап, эксперименттік нәтижелерге жету үшін астрономдар сәуле бөлушіні орнатқан сәтте квазардан миллиондаған жыл бұрын шыққан фотондар кері бағытта толқын ретінде жүруді шешкенін болжайды, ал астрономдар сәуле бөлушіні қайта шығарғанда, бұл шешім миллиондаған жылдар мен бірнеше минут бұрын кеткен фотондарға уақыт арқылы жіберілді, сондықтан фотондар кері бағытта бөлшектей жүруді шешті. Уилердің негізгі идеясын жүзеге асырудың бірнеше жолы нақты эксперименттерге айналдырылды және олар Уилер болжаған қорытындыны қолдайды – фотон байқалғанға дейін тәжірибелік құрылғының шығу портында не істелетіні, оның интерференциялық құбылыстарды көрсетуін немесе көрсетпеуін анықтайды. Ретрокаузалдық – бұл иллюзия.

In an attempt to avoid destroying normal ideas of cause and effect, some theoreticians suggested that information about whether there was or was not a second beam splitter installed could somehow be transmitted from the end point of the experimental device back to the photon as it was just entering that experimental device, thus permitting it to make the proper "decision." So Wheeler proposed a cosmic version of his experiment. In that thought experiment he asks what would happen if a quasar or other galaxy millions or billions of light years away from Earth passes its light around an intervening galaxy or cluster of galaxies that would act as a gravitational lens. A photon heading exactly towards Earth would encounter the distortion of space in the vicinity of the intervening massive galaxy. At that point it would have to "decide" whether to go by one way around the lensing galaxy, traveling as a particle, or go both ways around by traveling as a wave. When the photon arrived at an astronomical observatory at Earth, what would happen? Due to the gravitational lensing, telescopes in the observatory see two images of the same quasar, one to the left of the lensing galaxy and one to the right of it. If the photon has traveled as a particle and comes into the barrel of a telescope aimed at the left quasar image it must have decided to travel as a particle all those millions of years, or so say some experimenters. That telescope is pointing the wrong way to pick up anything from the other quasar image. If the photon traveled as a particle and went the other way around, then it will only be picked up by the telescope pointing at the right "quasar." So millions of years ago the photon decided to travel in its guise of particle and randomly chose the other path. But the experimenters now decide to try something else. They direct the output of the two telescopes into a beam splitter, as diagrammed, and discover that one output is very bright (indicating positive interference) and that the other output is essentially zero, indicating that the incoming wavefunction pairs have self cancelled. Wheeler then plays the devil's advocate and suggests that perhaps for those experimental results to be obtained would mean that at the instant astronomers inserted their beam splitter, photons that had left the quasar some millions of years ago retroactively decided to travel as waves, and that when the astronomers decided to pull their beam splitter out again that decision was telegraphed back through time to photons that were leaving some millions of years plus some minutes in the past, so that photons retroactively decided to travel as particles. Several ways of implementing Wheeler's basic idea have been made into real experiments and they support the conclusion that Wheeler anticipated — that what is done at the exit port of the experimental device before the photon is detected will determine whether it displays interference phenomena or not. Retrocausality is a mirage.

Екі жақты ойықты нұсқа

Екінші тәжірибе әдеттегі қос саңылау тәжірибесіне ұқсас. Бұл тәжірибенің схемалық диаграммасы екі саңылаудың артындағы линзалардың, олар қиысып өткеннен кейін әр саңылаудан сәл ауытқуын көрсетеді. Нәтижесінде, әрбір фотон үшін екі толқындық функция қос саңылаудан жақын арада суперпозицияда болады, ал егер детекторлық экран толқындық функциялардың суперпозициясы болатын аймақта орналасса, онда интерференциялық суреттер байқалады. Кез келген фотонның қос саңылаудың бірінен немесе екіншісінен келгенін анықтау мүмкін емес. Дегенмен, егер детекторлық экран алынып тасталса, әрбір жолдағы толқындық функциялар төмендеп келе жатқан амплитудалы аймақтарға суперпозицияланады, ал олардың біріктірілген ықтималдықтары әр жолдың ортасындағы күшейтілген ықтималдықтан әлдеқайда төмен болады. Егер телескоптар екі жолдың ортасын бағытталса, фотонның біреуінде пайда болу ықтималдығы шамамен 50% болады. Егер 1-телескоп фотонды байқаса, зерттеушілер оны төменгі саңылаудан шыққан толқындық функциямен байланыстыра алады. Егер 2-телескопта фотон байқалса, зерттеушілер оны жоғарғы саңылаудан шыққан толқындық функциямен байланыстыра алады. Бұл тәжірибелік нәтижелерді түсіндірудің негізі – фотон саңылаулардың бірінен шығып, сонда мәселе аяқталады. Фотон лазерден басталып, саңылаулардың бірінен өтіп, тиісті телескопқа түзу сызықпен жетеді. Уилер қабылдамайтын ретрокаузалдық түсіндіру, детекторлық экран орнатылғанда интерференция көрінуі керек дейді. Интерференция көрінуі үшін жарық толқыны екі саңылаудан шығуы керек. Сондықтан, қос саңылауға кірген бір фотон, анықтау экранында өзімен-өзі интерференция жасау үшін екі саңылаудан да өту керек деп "шешім қабылдауы" керек (дегенмен, анықтау экраны қос саңылаудың алдына қойылмауы керек пе?). Егер интерференция көрінбеуі керек болса, қос саңылауға кірген бір фотон тек бір саңылаудан өту керек, себебі бұл оны камерадағы тиісті бір телескопта көрсетуіне мүмкіндік береді. Бұл ой экспериментінде телескоптар әрқашан болады, бірақ тәжірибе детекторлық экранмен басталуы мүмкін, бірақ фотон қос саңылаудан шыққаннан кейін ғана алынып тасталады, немесе тәжірибе детекторлық экрансыз басталуы мүмкін, ал фотон саңылаудан шыққаннан кейін ғана қосылады. Кейбір теоретиктер экранды тәжірибе ортасында қосу немесе алу фотонды бұрын толқын ретінде өткен кезде, екі саңылау арқылы бөлшек ретінде өтуге ретроактивті түрде мәжбүр етеді немесе керісінше дейді. Уилер бұл түсіндірумен келіспейді. Қос саңылау тәжірибесі, басқа алты идеалданған тәжірибе сияқты (микроскоп, сәулені бөлу, тіс бұрылысы, сәулелену үлгісі, бір фотонның поляризациясы және жұптасқан фотондардың поляризациясы), бақылаудың толықтыратын режимдері арасында таңдау жасауды талап етеді. Әр тәжірибеде біз іздеуге тиіс құбылыстың түрін таңдауды құбылыстың дамуының соңғы кезеңіне дейін кешіктірудің жолын таптық, және бұл біз таңдаған детекторлық құрылғының түріне байланысты. Бұл кешіктіру тәжірибелік болжамдарға ешқандай әсер етпейді. Осы мәселе бойынша біз тапқан барлық нәрсе Бордың бірден-бір және маңызды сөйлемінде болжаған: "Біздің құралдарды жасау немесе пайдалану жоспарларымыз алдын ала белгіленсе, немесе бөлшектер бір құралдан екіншісіне қарай жолға шыққанша, жоспарды аяқтауды кейінге қалдыруды жөн көрейік, бұл нақты тәжірибелік тәртіпте алынатын байқалатын әсерлерге қатысты ешқандай айырмашылық жасай алмайды".

A second kind of experiment resembles the ordinary double slit experiment. The schematic diagram of this experiment shows that a lens on the far side of the double slits makes the path from each slit diverge slightly from the other after they cross each other fairly near to that lens. The result is that the two wavefunctions for each photon will be in superposition within a fairly short distance from the double slits, and if a detection screen is provided within the region wherein the wavefunctions are in superposition then interference patterns will be seen. There is no way by which any given photon could have been determined to have arrived from one or the other of the double slits. However, if the detection screen is removed the wavefunctions on each path will superimpose on regions of lower and lower amplitudes, and their combined probability values will be much less than the unreinforced probability values at the center of each path. When telescopes are aimed to intercept the center of the two paths, there will be equal probabilities of nearly 50% that a photon will show up in one of them. When a photon is detected by telescope 1, researchers may associate that photon with the wavefunction that emerged from the lower slit. When one is detected in telescope 2, researchers may associate that photon with the wavefunction that emerged from the upper slit. The explanation that supports this interpretation of experimental results is that a photon has emerged from one of the slits, and that is the end of the matter. A photon must have started at the laser, passed through one of the slits, and arrived by a single straight line path at the corresponding telescope. The retrocausal explanation, which Wheeler does not accept, says that with the detection screen in place, interference must be manifested. For interference to be manifested, a light wave must have emerged from each of the two slits. Therefore, a single photon upon coming into the double slit diaphragm must have "decided" that it needs to go through both slits to be able to interfere with itself on the detection screen (shouldn’t the detection screen be placed in front of the double slits?). For no interference to be manifested, a single photon coming into the double slit diaphragm must have "decided" to go by only one slit because that would make it show up at the camera in the appropriate single telescope. In this thought experiment the telescopes are always present, but the experiment can start with the detection screen being present but then being removed just after the photon leaves the double slit diaphragm, or the experiment can start with the detection screen being absent and then being inserted just after the photon leaves the diaphragm. Some theorists argue that inserting or removing the screen in the midst of the experiment can force a photon to retroactively decide to go through the double slits as a particle when it had previously transited it as a wave, or vice versa. Wheeler does not accept this interpretation. The double slit experiment, like the other six idealized experiments (microscope, split beam, tilt teeth, radiation pattern, one photon polarization, and polarization of paired photons), imposes a choice between complementary modes of observation. In each experiment we have found a way to delay that choice of type of phenomenon to be looked for up to the very final stage of development of the phenomenon, and it depends on whichever type of detection device we then fix upon. That delay makes no difference in the experimental predictions. On this score everything we find was foreshadowed in that solitary and pregnant sentence of Bohr, " it can make no difference, as regards observable effects obtainable by a definite experimental arrangement, whether our plans for constructing or handling the instruments are fixed beforehand or whether we prefer to postpone the completion of our planning until a later moment when the particle is already on its way from one instrument to another."

Бохмалық түсіндірме

Кейінгі таңдау парадоксын «түсінудің» ең оңай жолдарының бірі – оны Бом механикасын қолдану арқылы қарастыру. Түпнұсқа кешіктірілген таңдау экспериментінің күтпеген салдарынан Уилер «көрінбейінше ешқандай құбылыс құбылыс емес» деген қорытымға келді. Уилер «өткеннің қазіргі уақытта тіркелмегенше болуы жоқ» және Әлемнің «барлық бақылаулардан тәуелсіз, өздігінен «бар еместігін» атап айтты. Алайда, Бом және авторлар (1985, Nature, 315 том, 294–97 беттер) Бом интерпретациясының кешіктірілген таңдау жағдайындағы бөлшектің мінез-құлқына тура түсіндірме беретінін көрсетті. Базил Хайли мен Каллаганның ашық кодты мақаласында толыққанды талқылау бар, ал кешіктірілген таңдау сияқты көптеген кванттық парадокстар Бом және стандартты интерпретацияларды қолдана отырып, «Физик материя мен сана туралы» (PVMM) кітабының 7-тарауында жинақталған. Бомның кванттық механикасында бөлшек классикалық механика заңдарына бағынады, бірақ оның қозғалысы кванттық потенциалдың қосымша әсерімен жүзеге асады. Фотон немесе электрон нақты траекторияға ие және классикалық бөлшектердегідей екі ойықтың бірінен ғана өтеді, екі ойықтан емес. Өткен уақыт белгілі және T1 сәтіне дейін өзгермейді, сол кезде толқын ретінде анықтауға арналған экспериментальдық конфигурация T2 уақытында бөлшекті анықтау үшін өзгертілді. T1 сәтінде, экспериментальдық құрылым өзгерген кезде, Бомның кванттық потенциалы қажеттілікке қарай өзгереді және бөлшек T2 уақытына дейін, бөлшек ретінде анықталғанға дейін жаңа кванттық потенциал астында классикалық түрде қозғалады. Осылайша, Бом механикасы әлем мен оның өткені туралы дәстүрлі көзқарасты қалпына келтіреді. Өткен уақыт объективті тарих ретінде бар, және кешіктірілген таңдау арқылы кері өзгертілмейді. «Кванттық потенциал» Q(r,T) көбінесе дереу әрекет етеді деп есептеледі. Бірақ шындығында, T1 уақытындағы экспериментальдық құрылымның өзгеруіне шекті уақыт dT қажет. Бастапқы потенциал Q(r,T<T1) уақыт аралығы dT ішінде жаңа кванттық потенциал Q(r,T>T1) болу үшін баяу өзгереді. Жоғарыда аталған PVMM кітабы маңызды байқау жасайды (6.7.1 бөлім), кванттық потенциал жүйенің шекаралық шарттары туралы ақпаратты қамтиды, сондықтан экспериментальдық құрылымның кез келген өзгеруі кванттық потенциалмен бірден сезіліп, Бом бөлшегінің динамикасын анықтайды.

One of the easiest ways of "making sense" of the delayed choice paradox is to examine it using Bohmian mechanics. The surprising implications of the original delayed choice experiment led Wheeler to the conclusion that "no phenomenon is a phenomenon until it is an observed phenomenon". Wheeler famously said that the "past has no existence except as recorded in the present", and that the Universe does not "exist, out there independent of all acts of observation". However Bohm et al. (1985, Nature vol. 315, pp. 294–97) have shown that the Bohmian interpretation gives a straightforward account of the behaviour of the particle under the delayed choice set up. A detailed discussion is available in the open source article by Basil Hiley and Callaghan, while many of the quantum paradoxes including delayed choice are summarized in Chapter 7 of A Physicist's View of Matter and Mind (PVMM) using both Bohmian and standard interpretations. In Bohm's quantum mechanics, the particle obeys classical mechanics except that its movement takes place under the additional influence of its quantum potential. A photon or an electron has a definite trajectory and passes through one or the other of the two slits and not both, just as it is in the case of a classical particle. The past is determined and stays what it was up to the moment T1 when the experimental configuration for detecting it as a wave was changed to that of detecting a particle at the arrival time T2. At T1, when the experimental set up was changed, Bohm's quantum potential changes as needed, and the particle moves classically under the new quantum potential till T2 when it is detected as a particle. Thus Bohmian mechanics restores the conventional view of the world and its past. The past is out there as an objective history unalterable retroactively by delayed choice. The "quantum potential" Q(r,T) is often taken to act instantly. But in fact, the change of the experimental set up at T1 takes a finite time dT. The initial potential Q(r,T<T1) changes slowly over the time interval dT to become the new quantum potential Q(r,T>T1). The book PVMM referred to above makes the important observation (sec. 6.7.1) that the quantum potential contains information about the boundary conditions defining the system, and hence any change of the experimental set up is immediately recognized by the quantum potential, and determines the dynamics of the Bohmian particle.

Эксперименттің егжей-тегжейі

Джон Уилердің кідірілген таңдау квантының мүмкіндігі туралы алғашқы талқылауы «Заңсыз заң» атты мақалада жарияланды, бұл мақала ол және Войцех Губерт Зюрек редакциялаған «Кванттық теория және өлшеу» кітабында, 182–213 беттерде жарық көрді. Ол өз сөзін Альберт Эйнштейннің түсінікті шындықты қалағандығы мен Нильс Бордың Эйнштейннің шындық тұжырымы тым шектеулі деп ойлағандығы арасындағы тартысты қайта баяндау арқылы бастады. Уилер Эйнштейн мен Бордың төменде сипатталатын зертханалық эксперименттің салдарына қатысты зерттеулерін атап көрсетеді: жарық жартылай күмісделген және толық күмісделген айналардың тікбұрышты массивінің бір бұрышынан екінші бұрышына өте алады, содан кейін оның тек бір жолмен периметрдің жартысын айналып шыққандай және содан кейін шыққандай емес, сонымен қатар периметрдің екі жағынан да айналып, содан кейін бір немесе екінші порттан шығуды «таңдағандай» көрінеді. Бұл нәтиже жарық сәулелері үшін де, жарықтың жеке фотондары үшін де жарамды. Уилер былай деді: Эйнштейн мен Бор талқылаған интерферометр түріндегі эксперимент теориялық тұрғыдан фотонның кейде бір жолмен жүретінін, әрқашан екі жолмен жүретінін, бірақ кейде тек біреуін пайдаланатынын немесе басқа нәрсе болатынын анықтау үшін қолданылуы мүмкін. Алайда, «эксперименттің кездейсоқ жүрісі кезінде фотон келгенге дейін екінші жартылай күмісделген айнаны орнату оңайырақ» болды, мұндай жылдам алмастырудың жолын табудан гөрі. Жарық жылдамдығы соншалықты жоғары, механикалық құрылғылар бұл жұмысты орындай алмайды, кем дегенде зертхана жағдайында. Бұл мәселені шешу үшін үлкен ептілік қажет болды. Бірнеше қосымша эксперименттер жарияланғаннан кейін, Жак және тағы басқалар өздерінің эксперименті Уилер ұсынған бастапқы схемаға толық сәйкес келетінін мәлімдеді. Олардың күрделі эксперименті Мах-Цендер интерферометріне негізделген, ол іске қосылған алмаздық N-V түс орталығының фотон генераторын, поляризацияны және ауыстырылатын сәуле бөлуші ретінде әрекет ететін электрооптикалық модуляторды қамтиды. Жабық конфигурациядағы өлшеулер кедергіні көрсетті, ал ашық конфигурациядағы өлшеулер бөлшектің жолын анықтауға мүмкіндік берді, бұл кедергіні болдырмады. Эйнштейн мұндай эксперименттерде бір фотонның бір уақытта екі жолмен жүруі ақылға сыймайды деп мәлімдеді. [оң жақ жоғарғы жағындағы] жартылай күмісделген айнаны алып тастасаңыз, санауштардың бірі немесе екіншісі іске қосылады. Демек, фотон тек бір жолмен жүрді. Ол тек бір жолмен жүреді. Бірақ ол екі жолмен де жүреді, бірақ тек бір жолмен жүреді. Қандай абсурд! Кванттық теорияның дәйекті еместігі қаншалықты айқын!

John Wheeler's original discussion of the possibility of a delayed choice quantum appeared in an essay entitled "Law Without Law," which was published in a book he and Wojciech Hubert Zurek edited called Quantum Theory and Measurement, pp 182–213. He introduced his remarks by reprising the argument between Albert Einstein, who wanted a comprehensible reality, and Niels Bohr, who thought that Einstein's concept of reality was too restricted. Wheeler indicates that Einstein and Bohr explored the consequences of the laboratory experiment that will be discussed below, one in which light can find its way from one corner of a rectangular array of semi silvered and fully silvered mirrors to the other corner, and then can be made to reveal itself not only as having gone halfway around the perimeter by a single path and then exited, but also as having gone both ways around the perimeter and then to have "made a choice" as to whether to exit by one port or the other. Not only does this result hold for beams of light, but also for single photons of light. Wheeler remarked:
The experiment in the form an interferometer, discussed by Einstein and Bohr, could theoretically be used to investigate whether a photon sometimes sets off along a single path, always follows two paths but sometimes only makes use of one, or whether something else would turn up. However, it was easier to say, "We will, during random runs of the experiment, insert the second half silvered mirror just before the photon is timed to get there," than it was to figure out a way to make such a rapid substitution. The speed of light is just too fast to permit a mechanical device to do this job, at least within the confines of a laboratory. Much ingenuity was needed to get around this problem. After several supporting experiments were published, Jacques et al. claimed that an experiment of theirs follows fully the original scheme proposed by Wheeler. Their complicated experiment is based on the Mach–Zehnder interferometer, involving a triggered diamond N–V colour centre photon generator, polarization, and an electro optical modulator acting as a switchable beam splitter. Measuring in a closed configuration showed interference, while measuring in an open configuration allowed the path of the particle to be determined, which made interference impossible. In such experiments, Einstein originally argued, it is unreasonable for a single photon to travel simultaneously two routes. Remove the half silvered mirror at the [upper right], and one will find that the one counter goes off, or the other. Thus the photon has traveled only one route. It travels only one route. but it travels both routes: it travels both routes, but
it travels only one route. What nonsense! How obvious it is that quantum theory is inconsistent!

Зертханадағы интерферометр

Уилер нұсқасындағы интерферометр эксперименті бұрын зертханада жүргізілмей келді, себебі фотонның бірінші сәуле бөлушіге кірген сәті мен екінші сәуле бөлушіге жеткен сәті арасындағы қысқа уақыт ішінде екінші сәуле бөлушіні орнату немесе алып тастаудың практикалық қиындығы бар еді. Осы эксперименттің іске асырылуы үшін екі жолдың ұзындығы оптикалық талшық кабельдерін қосу арқылы ұзартылды. Осылайша, құрал арқылы өтуге кететін уақыт едәуір ұзартылады. Бір жолда орналасқан, жоғары кернеулі коммутатор, Покельс жасушасы және Глан-Томпсон призмасынан тұратын жоғары жылдамдықты ауыстыру құрылмысы, сол жолды қалыпты бағытынан бұрып, тиімді түрде тоқтатуға мүмкіндік береді. Бұрылыс іске қосылғанда, ешқандай сигнал сол жол арқылы детекторларға жетпейді, демек, интерференция байқалмайды. Ауыстыру құрылмысы өшірілген кезде жол өзінің қалыпты қызметін қайта бастайды және екінші сәуле бөлуші арқылы өтеді, соның нәтижесінде интерференция қайтадан пайда болады. Бұл құрылым екінші сәуле бөлушіні физикалық түрде орнатпайды немесе алып тастамайды, бірақ интерференцияның пайда болатын күйінен, пайда бола алмайтын күйіне ауысуға және мұны бірінші сәуле бөлушіге кіретін жарық пен екінші сәуле бөлушіден шығатын жарық аралығында жасауға мүмкіндік береді. Егер фотондар бірінші сәуле бөлушіге толқын немесе бөлшек ретінде кіруге "шешім қабылдаған" болса, олар осы шешімді кері қайтаруға және жүйе арқылы өзге күйде өтуге бағытталған болуы керек еді. Бұл олар кіретін фотондарға немесе бірінші сәуле бөлушіге ешқандай физикалық сигнал жібермей орындалуы тиіс, себебі мұндай беріліс тіпті жарық жылдамдығымен де тым баяу болар еді. Уилердің физикалық нәтижелерге жасаған интерпретациясы бойынша, екі эксперименттің бір конфигурациясында кіретін фотонның толқын функциясының бір көшірмесі 50% ықтималдықпен бір немесе екінші детекторда қабылдалады. Ал екінші конфигурацияда екі түрлі жолмен жүретін толқын функциясының екі көшірмесі екі детекторға да жетеді, бір-бірімен фазадан қалысады және осылайша интерференцияны көрсетеді. Бір детекторда толқын функциялары бір-бірімен фазада болады, нәтижесінде фотонның сол детекторда пайда болу ықтималдығы 100% құрайды. Екінші детекторда толқын функциялары 180° фазадан қалысады, бір-бірін толығымен жояды және олармен байланысты фотонның сол детекторда пайда болу ықтималдығы 0% болады.

The Wheeler version of the interferometer experiment could not be performed in a laboratory until recently because of the practical difficulty of inserting or removing the second beam splitter in the brief time interval between the photon's entering the first beam splitter and its arrival at the location provided for the second beam splitter. This realization of the experiment is done by extending the lengths of both paths by inserting long lengths of fiber optic cable. So doing makes the time interval involved with transits through the apparatus much longer. A high speed switchable device on one path, composed of a high voltage switch, a Pockels cell, and a Glan–Thompson prism, makes it possible to divert that path away from its ordinary destination so that path effectively comes to a dead end. With the detour in operation, nothing can reach either detector by way of that path, so there can be no interference. With it switched off the path resumes its ordinary mode of action and passes through the second beam splitter, making interference reappear. This arrangement does not actually insert and remove the second beam splitter, but it does make it possible to switch from a state in which interference appears to a state in which interference cannot appear, and do so in the interval between light entering the first beam splitter and light exiting the second beam splitter. If photons had "decided" to enter the first beam splitter as either waves or a particles, they must have been directed to undo that decision and to go through the system in their other guise, and they must have done so without any physical process being relayed to the entering photons or the first beam splitter because that kind of transmission would be too slow even at the speed of light. Wheeler's interpretation of the physical results would be that in one configuration of the two experiments a single copy of the wavefunction of an entering photon is received, with 50% probability, at one or the other detectors, and that under the other configuration two copies of the wave function, traveling over different paths, arrive at both detectors, are out of phase with each other, and therefore exhibit interference. In one detector the wave functions will be in phase with each other, and the result will be that the photon has 100% probability of showing up in that detector. In the other detector the wave functions will be 180° out of phase, will cancel each other exactly, and there will be a 0% probability of their related photons showing up in that detector.

Космостағы интерферометр

Уилер ұсынған ғарыштық экспериментті интерферометрлік экспериментке немесе қос саңылаулы экспериментке ұқсас деп сипаттауға болады. Маңыздысы, үшінші құрылғы – массивті жұлдыздық нысан, гравитациялық линза ретінде әрекет ете отырып, бір көзден фотондар екі жолмен жетеді. Толқындық функциялар жұптары арасындағы фазалық айырмашылықтардың орналасуына байланысты, әртүрлі интерференция құбылыстарын байқауға болады. Келіп түсетін толқындық функцияларды біріктіру қажет пе, жоқ па, және оларды қалай біріктіру керектігін экспериментшілер бақылай алады. Зертханалық интерферометрлік эксперименттердегідей, эксперименттік құралдар толқындық функцияларға фазалық айырмашылықтар енгізбейді, сондықтан жарық көзіне жақын қос саңылаулы құрылғы болмаса да, ғарыштық эксперимент қос саңылаулы экспериментке жақын. Дегенмен, Уилер сәуле бөлігішті пайдаланып келіп түсетін толқындық функцияларды біріктіруді жоспарлаған. Бұл экспериментті жүзеге асырудағы басты қиындық – экспериментшінің әр фотонның Жерге қарайғы саяхатын қашан бастағанын бақылауға немесе білуге мүмкіндігі жоқ, сондай-ақ алыстағы квазарлар арасындағы екі жолдың ұзындығын да білмейді. Сондықтан, бір толқындық функцияның екі көшірмесі әр түрлі уақытта келуі мүмкін. Оларды уақыт бойынша сәйкестендіру үшін, бірінші келгеніне кідіріс тудыратын құрылғыны қолдану қажет. Бұл міндетті орындамас бұрын, уақыт кідірісін есептеудің жолын табу қажет. Бұл ғарыштық эксперименттік құралдың екі ұшынан кірістерді синхрондаудың бір ұсынысы – квазарлардың ерекшеліктерінде және сигналдың кейбір ерекшеліктерінің бірдей оқиғаларын анықтау мүмкіндігінде жатыр. Уилер өз болжамдарының негізі ретінде пайдаланған Егіз квазарлардан алынған ақпарат Жерге шамамен 14 ай аралығында жетеді. Жарық квантын бір жылдан астам уақыт бойы циклде ұстаудың жолын табу оңай емес.

The cosmic experiment envisioned by Wheeler could be described either as analogous to the interferometer experiment or as analogous to a double slit experiment. The important thing is that by a third kind of device, a massive stellar object acting as a gravitational lens, photons from a source can arrive by two pathways. Depending on how phase differences between wavefunction pairs are arranged, correspondingly different kinds of interference phenomena can be observed. Whether to merge the incoming wavefunctions or not, and how to merge the incoming wavefunctions can be controlled by experimenters. There are none of the phase differences introduced into the wavefunctions by the experimental apparatus as there are in the laboratory interferometer experiments, so despite there being no double slit device near the light source, the cosmic experiment is closer to the double slit experiment. However, Wheeler planned for the experiment to merge the incoming wavefunctions by use of a beam splitter. The main difficulty in performing this experiment is that the experimenter has no control over or knowledge of when each photon began its trip toward earth, and the experimenter does not know the lengths of each of the two paths between the distant quasar. Therefore, it is possible that the two copies of one wavefunction might well arrive at different times. Matching them in time so that they could interact would require using some kind of delay device on the first to arrive. Before that task could be done, it would be necessary to find a way to calculate the time delay. One suggestion for synchronizing inputs from the two ends of this cosmic experimental apparatus lies in the characteristics of quasars and the possibility of identifying identical events of some signal characteristic. Information from the Twin Quasars that Wheeler used as the basis of his speculation reach earth approximately 14 months apart. Finding a way to keep a quantum of light in some kind of loop for over a year would not be easy.

Зертхана мен ғарышқа қос ойыс

Уилердің қос саңылау эксперименті екі саңылаудан шығатын фотонды екі түрлі жолмен анықтауға мүмкіндік береді. Бірінші жол екі жолдың бірігуіне мүмкіндік жасайды, толқын функциясының екі көшірмесі біріне-бірі келіп, интерференцияны көрсетеді. Екінші жол фотон көзінен алшақтап, толқын функциясының екі көшірмесі арасындағы қашықтық интерференциялық эффектілерді байқауға тым үлкен болатын нүктеге жылжиды. Зертханадағы техникалық мәселе – интерференциялық эффектілерді байқауға қолайлы нүктеге детектор экранын орнату немесе саңылаулардың орналасқан тар кеңістігінен фотондарды қабылдауға шектелген фотон детекторларын ашу үшін сол экранды алып тастау болып табылады. Бұл міндетті орындаудың бір жолы – жақында жасалған электрлік басқарылатын айналарды пайдаланып, айнаны қосу немесе өшіру арқылы саңылаулардан екі жолдың бағытын өзгерту. 2014 жылға дейін мұндай эксперимент жарияланбады. Уилер сипаттаған ғарыштық экспериментте басқа да мәселелер бар, бірақ фотонның толқын немесе бөлшеке болу туралы «шешім» қабылдағаннан кейін ұзақ уақыттан соң толқын функциясының көшірмелерін бір жерге немесе басқа жерге бағыттауға ешқандай үлкен жылдамдық қажет емес. Жұмысты аяқтауға шамамен миллиард жыл уақыт бар. Интерферометр экспериментінің ғарыштық нұсқасы, суретте көрсетілгендей, ғарыштық қос саңылау құрылғысы ретінде жұмыс істеуге бейімделуі мүмкін.

Қазіргі кездегі қызықты эксперименттер

Уиллердің қос жарық тесігінен өту аппаратын анықтау әдісін эксперимент соңында белгілеу ниетіне сәйкес алғашқы нақты тәжірибе – Уолборн және авторлар жасаған тәжірибе. Бұрыннан SETI зерттеулері үшін жобаланған радиотелескоптарға қол жеткізген зерттеушілер жұлдызаралық Уиллер экспериментін жүргізудегі практикалық қиындықтарды көрсетті. Маннинг және авторлардың жақындағы тәжірибесі гелий атомымен стандартты кванттық механиканың күтілетін нәтижелерін растайды.

Қорытындылар

Ма, Зейлингер және басқалар Уилердің ұсыныстарынан туындаған тәжірибелер нәтижесінде белгілі болғандарды жинақтады. Олар былай дейді:
Біздің жұмысымыз екі өрілген фотон арасындағы корреляциялар "қандай жолмен" ақпаратын ашады ма, әлде бір (жүйе) фотонның интерференциялық суретін көрсетеді ме, бұл басқа (орта) фотондағы өлшеу таңдауына байланысты екенін көрсетеді және растайды, тіпті екі жақтағы барлық оқиғалар кеңістікше бөлінуі мүмкін болса да, кеңістікше бөлінген. Толқын немесе бөлшектің қасиеті өлшеуден ұзақ уақыт өткен соң, тіпті кеңістікше бөлінген жағдайда да көрінетінін анықтау мүмкіндігі, кванттық құбылыстарды түсіндіру үшін біз нақты реалистік көзқарасқа ие болмауымыз керек екенін білдіреді. Бір фотонның жеке бақылануында не болып жатқанын түсіндіру үшін екі фотоннан тұратын толық кванттық күйдің барлық эксперименталық құрылмын ескеру қажет, және бұл тек толықтыратын айнымалылар туралы барлық ақпарат тіркелгеннен кейін ғана түсінікті болады. Біздің нәтижелеріміз жүйелік фотонның толығымен толқын немесе толығымен бөлшек ретінде әрекет етуі үшін жарық жылдамдығынан асып түсетін байланыс қажет екенін көрсетеді. Бұл арнайы салыстырмалылық теориясымен күрт қайшылықта болғандықтан, біз мұндай көзқарасқа толығымен бас тарту керек деп санаймыз.