Квантовая механика и парадоксы сознания

Долгое время такой опыт не представлялось возможным осуществить чисто технически, потому что свет слишком быстр и, как только он входит в начало установки, через мгновение из нее выходит с готовым результатом. Но потом хитромудрость человеческая позволила извернуться и такой опыт провести. С понятным результатом: если свет входит в установку для частичного (корпускулярного) замера, и уже после прохода им первого полупрозрачного зеркала экспериментаторы подло меняли условия, чтобы сбить свет с толку, и ставили второе полупрозрачное зеркало, фотон словно бы тоже менял свое решение, послушно показывая интерференцию.

Разновидностью этого опыта является опыт с так называемым квантовым ластиком. Он основан на запутывании квантов (создании фотонов с «родственными» свойствами), получении квантовых характеристик и последующем стирании этой информации внутри установки. Звучит непонятно, завлекательно и весьма интригующе, поэтому гранты на такие эксперименты получить можно, но смысла в них немного, потому как великий Бор уже все нам объяснил по этому поводу.

В чем же заключается этот «отложенный выбор с ластиком»? Схема установки показана ниже. Она непроста, и, если вам не хочется с ней разбираться, смело можете пропустить этот кусок книги, ничего по смыслу не потеряете.

Итак. Слева лазером подается фотон на две щели. Далее у него два пути – верхний и нижний. Но сразу после экрана установлен кристалл бета-бората бария, который обладает интересным свойством: из одного фотона делает два с вдвое меньшими энергиями (вдвое меньшей частотой). Соответственно два фотонных потока расщепляются на четыре. Верхняя пара «лучей» направляется в главный датчик – D0. По нему определяется интерференционная картина либо ее отсутствие. Нижняя пара «лучей» с помощью призмы направляется на полупрозрачные зеркала и от них либо отражается (с вероятностью 50 %), попадая в детекторы D4 и D3, либо проходит насквозь и с помощью обычных зеркал скрещивается на третьем полупрозрачном зеркале, задача которого – «смешать информацию», то есть сделать срабатывание датчиков D1 и D2 «непонятным». В смысле при срабатывании этих датчиков непонятно, откуда в них пришел луч – от нижней щели или от верхней, потому что с равной вероятностью третье полупрозрачное зеркало может как отразить фотон, так и пропустить.

Рис. 15

В чем прикол эксперимента? Кристалл бета-бората дает нам два спутанных ортогонально поляризованных фотона. Фотоны, идущие на главный детектор, называются сигнальными, а идущие в нижнюю часть установки – контрольными.

Из схемы ясно, что если срабатывает детектор D3, значит, фотон прилетел из нижней щели. Если D4 – из верхней. А вот срабатывание D1 и D2 ни о чем не говорит. Видно также, что нижний путь из обоих щелей длиннее верхнего (до главного детектора), то есть вниз сигнал попадает после срабатывания D0. (Физики даже прикинули, на сколько позже – на 8 наносекунд.)

И что же получается? Сначала разделившийся на двух щелях исходный фотон «расчетверяется» на кристалле, затем срабатывает датчик D0 (с него потом снимается информация, был ли этот фотон волной, то есть прошел ли он через обе щели, внеся вклад в интерференционную картинку, либо он как частица пролетел только через одну щель и внес свой вклад в корпускулярную картину – за это различение отвечает специальный электронный счетчик совпадений). А потом, после срабатывания D0, срабатывают датчики контрольных фотонов.