阅读笔记 -- 《量子纠缠》

03 成双成对的光(续)

当我们了解了偏振的妙处后,不放做一个有趣的思想实验:让我们在你的面前,放一个与水平面成45度角的偏振器,在这个偏振器的后方平行放一个垂直偏振器(简化起见,可以想象偏振器就是一条狭缝,偏振器的角度就是狭缝的角度)。试想偏振器的左边有一支打开的激光笔,激光笔发射的一束自然的、随机偏振状态的光子,遇到了这两个偏振器,那么接下来,会发生什么呢?

通过第一个45度角偏振器后,如果说光束包含与水平面成45度角偏振的光子,就实在欠妥了,因为通过的第一个偏振器上的光子,它们全处于水平偏振和垂直偏振的叠加状态,或者称之为“混合光子”。因而,当遇到第二个偏振器时,从统计学上来说,这束光子都有50:50的机会垂直偏振或水平偏振。也就是说,如果通过第一个偏振器的光子有100个,经过第二个偏振器后平均可得到50个垂直偏振的光子。强调这一现实是重要的,因为它是如此重要(又如此奇怪)。如果我们将第一个偏振器换成水平偏振器,第二个仍然是垂直偏振器,另一侧没有光子出现。但是当我们在这两个偏振器中间加入一个45度偏振器,再一次,光子又能通过垂直偏振器后了,通过第一个水平偏振器的光子,在通过这个45度偏振器后立即产生了“混合光子”,这些光子中平均一半光子通过了垂直偏振器。

现在的我们,可以用理论来解释现象,我们知道,在能够产生纠缠的光子对后,用偏振器的测定可以让光子对发生相关的偏振,以上面的例子来看,如果有50光子垂直偏振,必然有50光子水平偏振。但是,当时的科学家,正是凭借这样的思想实验和大胆猜测,将纠缠实验更往前推了一大步,在接近实验设备的测量极限的附近,艾伦·阿斯派克,下一个故事的主角,将绞尽脑汁地避免测量光子对偏振的偏振器密谋将结果固定,以证明纠缠的光子对只能通过纠缠这种不可思议的连接,而不是其他人们不了解的机制,来分享信息。

Ziqiang Huang wechat
Intersted? just subscribe to my blog by scanning my public wechat account :)