En este experimento se emplean dos espejos semi-reflectantes (abajo a la izquierda, y arriba a la derecha) que con una probabilidad del 50% dejan pasar un fotón incidente o lo reflejan en dirección perpendicular.
La intuición clásica indica que dado que hay dos bifurcaciones, cada una de las cuales es equiprobable, un fotón tendría un 50% de probabilidades de llegar al segundo espejo semi-reflectante por el camino superior y un 50% de hacerlo por el camino inferior.
Una vez en el mismo, tendría un 50% de probabilidades de ser reflejado y un 50% de atravesarlo.
Sumando el 25% de probabilidad de que el fotón llegue por el camino superior y se refleje y el 25% de que llegue por el camino inferior y atraviese el espejo, llegamos a que un 50% de los fotones llegarían al detector 2.
Sin embargo, esta intuición no es correcta ya que la realidad indica que el 100% de los fotones llegan al detector 1.
Esto es debido a que al ser reflejado un fotón se produce un cambio de fase de media longitud de onda en el mismo.
De resultas del mismo se produce una interferencia destructiva al superponer los estados que desembocan en el detector 2, por lo que ningún fotón puede llegar al mismo.
La única posibilidad factible son los caminos que llevan al detector 1.
Este experimento admite una vuelta de tuerca muy interesante: imaginemos que tenemos bombas cuya espoleta se activa en el momento que detectan un fotón.
Dada una de estas bombas, podemos saber si funciona correctamente (o por el contrario es defectuosa) simplemente exponiéndola a la luz, aunque obviamente esto conduciría a la pérdida de todas las bombas plenamente funcionales.
Un procedimiento más astuto hace uso del montaje anterior, y da lugar a lo que se conoce como comprobador de bombas de Elitzur-Vaidman.
Básicamente, sustituimos el reflector inferior derecho por la bomba.
Ahora, si la bomba es defectuosa se comportará como un espejo y el sistema será equivalente al anterior, es decir, todos los fotones llegarán al detector 1. Sin embargo, si la bomba funciona correctamente el fotón no puede seguir en estado superpuesto camino superior/camino inferior, ya que la explosión de la bomba supone un proceso de medida, y la función de onda debe colapsar a uno de los dos estados.
Por lo tanto, puede pasar que la bomba explote (si el estado al que el fotón colapsa es el camino inferior), o que no lo haga (si el estado es el camino superior).
En este segundo caso, al llegar al segundo espejo semi-reflectante no se produce interferencia destructiva, y hay un 50%-50% de posibilidades de que llegue a un detector o al otro. Si llega al detector 2 estamos seguros de que la bomba es buena.
En otro caso hay que repetir el experimento hasta que eventualmente la bomba explote, el fotón llegue al detector 2, o tengamos una certeza razonable de que la probabilidad de que la bomba sea defectuosa es despreciable.
(fuente:Sciences)
No hay comentarios:
Publicar un comentario