Wheelers tweespleten experiment

[wnvl1]

De vraag gaat expliciet over Wheelers tweespleten experiment, niet het twee spletenexperiment in het algemeen.
Ik kwam het tegen in 'Het ontstaan van de tijd' van Thomas Hertog, maar het wordt ook beschreven in onderstaande link met tekening.

http://www.bottomlayer.com/bottom/basic ... choice.htm

Mijn vraag is wat is het fundamentele verschil qua meting tussen (1) fotonen die door 2 spleten gaan en dan neerslagen op een wand en (2) de opstelling met de 2 telescopen op de figuur in de link. Als je echt in een van de 2 spleten gaat meten, begrijp ik dat het interferentiepatroon verdwijnt. Maar als daar gewoon een telescoop staat, dan ben je niet in de spleet aan het meten, waarom verdwijnt dan de interferentie?

[Xilvo]

De telescoop bepaalt niet de plaats waar het foton terecht komt (al moet het natuurlijk wel op de lens van de telescoop vallen) maar de richting van waar het kwam. Zo kan je bepalen door welke spleet het ging.

Probleem lijkt me hier het bepalen van een tijdstip. Je verandert de configuratie nadat het licht door de spleet/spleten ging. Maar in een ander inertiaalstelsel heb je een andere gelijktijdigheid en verander je de configuratie voordat het de spleten bereikt.

Verder, kun je het niet als een enkel kwantumsysteem beschouwen dat pas in een bepaalde toestand komt bij meten? Is het principieel anders dan meten aan verstrengelde deeltjes?

[wnvl1]

basic_delayed_choice.jpg (10.82 KiB) 2572 keer bekeken

De tekening komt uit de link in mijn eerste post.

Het verschil is wel heel subtiel. In het ene geval komt het licht toe op de wand (4). Dan heb je interferentie.

In het tweede geval komt het licht op die telescopen (5) die op de tekening een beetje gedraaid zijn. En de interferentie verdwijnt. Ik kan mij inbeelden dat een foton dat door de rechter spleet gaat, uiteindelijk door buiging toch nog in de linker telescoop terecht komt, al is de kans kleiner.

Wat als je de lens in de telescopen parallel zet met de wand? Dan verdwijnt de interferentie terug? Want dan is er eigenlijk geen verschil met een vlakke wand?
Wat als je een wand neemt met een driehoekprofiel?

Het is sowieso een verhaal van verstrengeling, maar best lastig om dat te linken met de oriëntatie van de telescoop. Als je echt in de spleet meet, heb ik er minder problemen mee om dat in te zien.

[wnvl1]

Probleem lijkt me hier het bepalen van een tijdstip. Je verandert de configuratie nadat het licht door de spleet/spleten ging. Maar in een ander inertiaalstelsel heb je een andere gelijktijdigheid en verander je de configuratie voordat het de spleten bereikt.

Daar had ik niet aan gedacht, maar is een goed punt.

[Xilvo]

Ik kan mij inbeelden dat een foton dat door de rechter spleet gaat, uiteindelijk door buiging toch nog in de linker telescoop terecht komt, al is de kans kleiner.

Het kan door buiging de voorste lens van de telescoop (of camera) bereiken maar als het niet uit de juiste richting komt worden het niet op de detector afgebeeld.
Misschien, als er toch een kleine kans is dat een telescoop een foton uit de "verkeerde" spleet detecteert, dat je dan een combinatie krijgt van de twee verschillende patronen, met het interferentiepatroon relatief zwak?

[wnvl1]

Op macroscopisch vlak snap ik wel dat een lens in het experiment van Wheeler een foton dat uit een bepaalde richting detecteert omdat die lens in een bepaalde richting wijst. Dat is makroscopisch voor iedereen logisch. Nu op microscopisch vlak is het een atoom/elektron in de lens die het foton absorbeert en van energie verandert. Dat atoom heeft op zich geen idee van richting veronderstel ik. Speelt hier het feit dat dat atoom 'verstrengeld' is met zijn buren en dat ze macroscopisch een gedraaide lens vormen een rol? Is het feit dat al die atomen die samen de lens vormen verstrengeld zijn (als dat klopt) relevant voor de verklaring?
Als je in het experiment van wheeler de 2 lenzen zou vervangen door twee atomen die aangeslagen kunnen worden, zou het resultaat dan anders zijn? Meten die 2 atomen dan nog altijd een richting?

[tuander]

Sorry dat ik een vraag stel, ik heb eigenlijk geen verstand van quantummechanica. Maar neem je nou met 1 telescoop een single-slit-pattern waar?

[wnvl1]

Ik vermoed dat als je 1 telescoop richt op 1 van de 2 spleten dat dan de coherentie verdwijnt en dat je dan een 'ensemble' krijgt van twee single-split patronen.

Eerder in dit topic stelde ik de vraag hoe het richten van een telescoop op 1 slit equivalent kan zijn met het meten in die slit, maar dat is mij nog steeds niet duidelijk.

[HansH]

Ik vraag me af of het wat uitmaakt of je met een telescoop kijkt en maar 1 spleet in beeld hebt of 2.
Het gaat er denk ik om of het licht interfereert als het op je netvlies komt. als je een scherp beeld heb op je netvlies van 2 spleten dan kun je nog steeds 1 spleet apart onderscheiden, dus zie je dan geen interferentiepatroon denk ik maar gewoon 2 spleten. als je de telescoop wat onscherp zet dan kun je niet meer 1 spleet onderscheiden en krijg je wel een interferentiepatroon lijkt mij. dus van scherp naar onscherp zul je dan gaan van geen interferentie naar langzaam toenemen van de interferentie.

[Xilvo]

De telescopen zijn bedoeld om slechts een enkele spleet te kunnen bekijken, zodat je weet door welke spleet het foton ging.
Met een telescoop zie je dan (mits goed ingesteld) een afbeelding van het foton op de plaats waar de afbeelding van de spleet zou liggen, bij continue verlichting. Die afbeelding is natuurlijk buigingsbegrensd maar het is niet het interferentie/buigingspatroon van een enkel spleet.

[wnvl1]

Ik interpreteerde de vraag van tuander als volgt. We hebben een wand en in die wand is een telescoop verwerkt, gericht op 1 van de spleten. De telescoop is heel klein. Welk beeld krijgen we op de wand?

[HansH]

Imageslit.png

Ik interpreteerde de vraag van tuander als volgt. We hebben een wand en in die wand is een telescoop verwerkt, gericht op 1 van de spleten. De telescoop is heel klein. Welk beeld krijgen we op de wand?

volgens mij vraagt Tuander wat je met de telescoop waarneemt. Dus dat is iets anders dan wat je op de wand ziet. met een heel goed scherp gestelde telescoop zie je 2 afzonderlijke spleten met in elke spleet licht wat niet interfereert omdat je immers het licht ziet van elke spleet apart, dus zie je 2 spleten naast elkaar dus voordat het interfereert. op de wand zie je het interferentiepatroon en met een niet scherp gestelde telescoop zie je ook het interferentiepatroon als je door de telescoop kijkt volgens mij, omdat in dat geval je niet meer kunt zien uit welke spleet het licht kwam omdat je niet scherp stelde.

[Xilvo]

volgens mij vraagt Tuander wat je met de telescoop waarneemt. Dus dat is iets anders dan wat je op de wand ziet. met een heel goed scherp gestelde telescoop zie je 2 afzonderlijke spleten met in elke spleet licht wat niet interfereert omdat je immers het licht ziet van elke spleet apart,

Volgens het verhaal in de link die wnlv1 in het eerste bericht gaf:

The telescopes are tightly focused on, watching, observing, just the narrow space of one slit only. The left telescope watches the left slit; the right telescope watches the right slit

Iedere telscoop kijkt slechts naar 1 spleet.

Het maakt voor het principe niet uit als een telescoop twee spleten scherp afbeeldt, dan weet je ook door welke spleet het foton ging. Dan heb je natuurlijk geen tweede telescoop nodig.

[Xilvo]

Een boeiende variant. Plaats het scherm achter de spleten. Bekijk het patroon. Dat is een lijnenpatroon met maxima en minima. Bekijk ook het patroon bij blokkeren van elk van de spleten. Dan krijg je twee maal het buigingspatroon van een spleet, iets verschoven t.o.v. elkaar.
Maak nu openingen in het scherm en plaats kleine telescoopjes, ongeveer zoals in de eerder getoonde tekeningen, op de plaatsen waar bij interferentie (twee-spletenpatroon) minima optreden maar waar bij alleen buiging (afzonderlijke spleten) wel licht op valt.

Je hebt dus zowel het scherm als de telescoopjes, die door gaten in het scherm kijken.

Op het scherm moet dan het interferentiepatroon te zien zijn, want van fotonen die op het scherm vallen is niet bekend of te achterhalen door welke spleet ze gingen, De openingen waar de telescoopjes doorheen kijken liggen dus op donkere plaatsen.
Maar van fotonen die op de lenzen van de telescoopjes vallen is te zien door welke spleet ze gingen. Die doen dan niet aan interferentie, dus dan moet het aantal fotonen dat door de telescoopjes wordt gedetecteerd groter zijn dan je op grond van het interferentiepatroon zou verwachten.

[wnvl1]

Heel mooi beschreven! Dat is wat Wheeler bedoeld moet hebben.

Ik vind het moeilijk om te plaatsen wat er daar gebeurd. De telescoop moet dan interageren met een individuele golf uit de gesuperposeerde golf en niet met de superpositie in zijn geheel. De wand op zich interageert wel met de gesuperposeerde golf in zijn geheel. Mocht de telescoop in een van de spleten zelf staan, dan kan ik dat nog begrijpen, maar de telescoop staat op een afstand van de spleet. Dat maakt het des te mysterieuzer.