Войти
Эксперимент Афшара - это вариант эксперимента с двумя щелями в квантовой механике, разработан и осуществлен Шахриаром Афшаром в частном офисе в Бостоне (IRIMS). Результаты были представлены на семинаре в Гарварде в марте 2004 года. Афшар утверждал, что эксперимент дает информацию о том, какой из двух путей проходит фотон через устройство, одновременно допуская интерференцию между двумя путями. необходимо наблюдать, показывая, что сетка проводов, размещенная в узлах интерференционной картины, не изменяет лучи. Афшар утверждал, что эксперимент нарушает принцип дополнительности из квантовой механики, который грубо заявляет, что частицы и волновые аспекты квантовых объектов не могут наблюдаться одновременно, и в частности Соотношение двойственности Энглерта – Гринбергера. Эксперимент был повторен рядом исследователей, но его интерпретация противоречива, и существует несколько теорий, объясняющих эффект, не нарушая комплементарности.
В эксперименте Афшара используется вариант Томаса Янга классический эксперимент с двумя щелями для создания интерференционных картин для исследования комплементарности. Одно из утверждений Афшара состоит в том, что в его эксперименте можно проверить наличие интерференционных полос потока фотонов (измерение волновой природы фотонов), в то же время время, определяющее информацию о пути каждого фотона (измерение природы частиц фотонов). В его эксперименте крошечное отверстие A коррелируется с детектором 1, когда крошечное отверстие B закрыто, а точечное отверстие B коррелируется с детектором 2, когда точечное отверстие A закрыто. Утверждение Афшара о нарушении принципа дополнительности в решающей степени зависит от его утверждения о том, что эти корреляции сохраняются, и, следовательно, информация о том, какой путь сохраняется, когда оба отверстия открыты, и цитирует Уиллера в поддержку.
Экспериментальная работа Шахриара С. Афшара была первоначально проведена в Институте радиационно-индуцированных исследований массы (IRIMS) в Бостоне в 2001 году, а затем воспроизведена в Гарвардском университете в 2003 году. в то время как он был там исследователем. Результаты были представлены на семинаре в Гарварде в марте 2004 г. и опубликованы в виде материалов конференции Международным обществом оптической инженерии (SPIE). Этот эксперимент был показан в качестве прикрытия в выпуске New Scientist от 24 июля 2004 г. Сама тематическая статья New Scientist вызвала множество откликов, в том числе различные письма к редактору, появившиеся в выпусках от 7 и 14 августа 2004 г., в которых аргументировались выводы, сделанные Афшаром, с Джоном Г. Крамером ' ответ. Афшар представил свою работу также на встрече Американского физического общества в Лос-Анджелесе в конце марта 2005 года. Его рецензируемая статья была опубликована в журнале Foundations of Physics в январе 2007 года.
Рис.1 Эксперимент без засорения проволочной сетки 
Рис.2 Эксперимент с препятствующей проволочной сеткой и закрытым одним отверстием 
Рис.3 Эксперимент с проволочной сеткой и открытыми обоими отверстиями. Провода лежат в темных полосах и, таким образом, блокируют очень мало света . В эксперименте используется установка, аналогичная той, что использовалась для эксперимента с двумя щелями. В варианте Афшара свет, генерируемый лазером , проходит через два близко расположенных круглых отверстия (не щелей). После двойных точечных отверстий линза перефокусирует свет так, что изображение каждого точечного отверстия попадает на отдельные детекторы фотонов (рис. 1). Когда Пинхол 2 закрыт, фотон, который проходит через Пинхол 1, падает только на Детектор фотонов 1. Точно так же, когда Пинхол 1 закрыт, фотон, который проходит через Пинхол 2, падает только на Детектор 2, утверждает Афшар со ссылкой на Уиллера. в подтверждение того, что Пинхол 1 остается коррелированным с Детектором фотонов 1 (и наоборот для Пинхола 2 с Детектором 2 фотонов), и, следовательно, информация о направлении сохраняется, когда оба отверстия открыты.
Когда свет действует Как волна, из-за квантовой интерференции можно наблюдать, что есть области, которые фотоны избегают, называемые темными полосами. Прямо перед линзой помещается сетка из тонких проволок (рис. 2), так что проволочки лежат в темных полосах интерференционной картины, создаваемой двойной установкой с точечным отверстием. Если одно из микроотверстий заблокировано, интерференционная картина больше не будет формироваться, а сетка из проводов вызывает заметную дифракцию в свете и блокирует его обнаружение соответствующим детектором фотонов. Однако, когда оба отверстия открыты, влияние проводов незначительно, сравнимо со случаем, когда перед линзой нет проводов (рис.3), потому что провода лежат на темных полосах интерференционной картины.. Эффект не зависит от интенсивности света (потока фотонов).
Чтобы установить нарушение принципа дополнительности, Афшар рассматривает случай, когда оба отверстия открыты, и утверждает как высокую видимость V помех, так и высокую различимость D (соответствующую чему - информация о пути), так что V + D>1. Его утверждение во многом зависит от того, сохраняется ли информация о том, какой путь, когда оба отверстия открыты.
Вывод Афшара заключается в том, что, когда оба отверстия открыты, свет проявляет волнообразное поведение при прохождении мимо проводов, поскольку свет проходит через промежутки между проводами, но избегает сами провода, но также демонстрируют поведение частиц после прохождения через линзу, когда фотоны попадают в коррелированный фотодетектор. Афшар утверждает, что такое поведение противоречит принципу дополнительности в той степени, в которой оно показывает характеристики волн и частиц в одном эксперименте для одних и тех же фотонов.
Ряд ученых опубликовали критику интерпретации Афшара его результатов, некоторые из которых отвергают утверждения о нарушении комплементарности, но при этом различаются как они объясняют, как комплементарность справляется с экспериментом. Афшар отвечал этим критикам в своих научных выступлениях, в своем блоге и на других форумах. Например, в одной статье оспаривается основное утверждение Афшара о нарушении соотношения двойственности Энглерта – Гринбергера. Исследователи повторно провели эксперимент, используя другой метод измерения видимости интерференционной картины, чем тот, который использовал Афшар, и не обнаружили нарушения комплементарности, заключив: «Этот результат демонстрирует, что эксперимент можно полностью объяснить копенгагенской интерпретацией квантовая механика ».
Ниже приводится синопсис статей нескольких критиков, в которых подчеркиваются их основные аргументы и разногласия между ними:
), потому что он не может сказать нам, через какую щель на самом деле прошел фотон.