Er bir elektron detektorda ayrı vaqia qaldıra. Eki yarıqtan keçken çoq elektronnı qayd etsek, bu vaqialardan asta-asta interferentsiya dağılımı peyda ola: bazı yerlerge daa çoq, başqalarına daa az uruv tüşe. Ayrı vaqialardan böyle resimniñ toplanuvı, meselâ, Bach ve emektaşlarınıñ tecribesinde qayd etildi.
Kvant fizikası madde ve yarıqnı kvant alları ve ölçev neticelerini esaplav qaideleri vastasınen tasvir ete. O ihtimallıqlarnı ögünden ayta ve ayırılmağan alternativalar içün amplitudalarnıñ interferentsiyasını esapqa ala. Bu elektronlar statistikasınıñ adiy kiçik şarlar statistikasından ne içün farqlanğanını añlata. Feynman: kvant davranışı, §§1–4–1–7.
Ayrı vaqia yerli, dağılım ise dalğa hususiyetlerine malik
Birinci ya da ekinci teşikten müstaqil keçken şarlar içün eki qoşumnı ayrı sayıp, ihtimallıqlarını qoşmaq mümkün. Eger eki kvant alternativası interferentsiya yapmaq imkânını saqlasa, böyle qoşuv yeterli degil. Bazı yerlerde ekinci yolnı açmaq uruvlar sayısını atta azalta.
Model alternativalarğa ihtimallıq amplitudalarını bere. Bular modulı ve fazası olğan matematik miqdarlardır. Faza terbenüvdeki nisbetni tasvir ete: eki qoşum bir-birini küçlendire ya da yoq ete bile. Evel amplitudalar qoşula, soñ neticeden ihtimallıq tapıla. İhtimallıqlarnı deral qoşmaq — başqa netice bergen başqa amel.
Suv dalğaları küçlendirme ve yoq etüv içün faydalı beñzetüv bere. Amma elektron detektorı eki uruv arasında yayılğan yarım zaryadnı degil, ayrı vaqialarnı qayd ete. «Zerreçik» ve «dalğa» mında davranışnıñ ayrı hususiyetlerini adlandıra; elektron eki türlü madde arasında deñişmey. Feynman: amplitudalar ve interferentsiya.
Superpozitsiya — bizge belli olmağan seçimden fazlası
Superpozitsiya — başqa allarnıñ amplitudalarını birleştirip alınğan kvant alı. Eki yol içün o em ağırlıqlarnı, em nisbiy fazanı saqlay. Adiy şarnıñ evelden saylanğan eki yoldan qaysısına ketkenini sadece bilmesek, böyle faza ve oña uyğun interferentsiya olmaz edi.
Farqnı murakkep yarıqlar resmi olmadan körmek içün ideal interferometrni tasavur eteyik: o birdey ağırlıqlı eki yol yarata, olarnı kene birleştire ve A ile B çıqışlarına malik. Bir sazlamada amplitudalar Ada küçlene, Bde bir-birini yoq ete. Nisbiy fazanı deñiştirmek bütün ideal çıqışnı Bge köçüre bile, amma yollarnıñ ağırlıqları birdey qala. Beñzer printsipni MIT kursı Mah–Tsender interferometri misalinde añlata.
Yollarnıñ ağırlıqları birdey — birleştirgenden soñ neticeler başqa
İdeal model: birdey ağırlıqlı eki yol → teñleştirilgen birleştirüv → A ve B çıqışları.
Kogerent yollar · faza 0
Kogerent yollar · faza π/2
Kogerent yollar · faza π
Yollar tamamen ayırıla bile · er angi faza
Şemadaki sayılar model ihtimallıqlarıdır; olar er yüz tecribe tam bu sayılarnı berecek dep vaade etmey. 50% ihtimallıqta qısqa seriyalar terbenir. İdeal 0 ihtimallıq ise bu sazlamada mümkün olmağan neticeni bildire; kerçek şuvultı bu minimumnı boza bile.
Dal · formulalarnenİhtiyariy · bu qısımdan keçip kete bilesiñiz
Fazanı tesadüften ayırğan bir esap
Bizim faza añlaşmamızğa köre ideal aletniñ çıqış amplitudaları:
a_(A) = (1 + (e)^(iφ))/(2),; a_(B) = (1 − (e)^(iφ))/(2).
i — hayaliy birlik, φ — radianlarnen nisbiy faza; amplitudalar ve ihtimallıqlar mında ölçüsiz. Modulnıñ kvadratı şunı bere:
P(A) = ∣a_(A)(∣)^(2) = (1 + cosφ)/(2),; P(B) = ∣a_(B)(∣)^(2) = (1 − cosφ)/(2).
φ = 0 olsa, 1 ve 0; φ = π/2 olsa, 1/2 ve 1/2; φ = π olsa, 0 ve 1 alamız. Cemi er vaqıt 1, tam 2π aylanmanı qoşsaq, netice tekrarlana. Bu normalleştirüv ve periodiklikni teşkere.
Formulalar teñleştirilgen alette birdey ağırlıqlı eki yolnı qoşa; umumiy qaide — amplitudalar ceminiñ modul kvadratı. Eger ayrı qayd yolnı mükemmel belgilese, bu qaydqa köre neticelerni saylap almadan, eki çıqışnıñ ihtimallıqları fazadan bağımsız 1/2 ola. Bu başqa azırlav ya da tesirleşüvdir; bütün sistemada faza «yoq olğanınıñ» delili degil.
Ölçev insan şuurını talap etmey
Eger alet er yolnı fizikiy ayırıla bilgen qaydnen bağlasa, bu yollar arasındaki interferentsiya umumiy dağılımdan yoq ola. Müim olğanı kvant sistemasınıñ ve onıñ aletnen bağınıñ deñişüvidir; biriniñ netice faylını açması degil. Qısmen ayırılabilirlik interferentsiyanı sadece zayıflaştıra bile; er tesirleşüv onı tamamen yoq etmey.
Ölçev «qaysı neticeler mümkün?» sualini ögünden aytılğan neticenen teñeştirile bilgen belli bir qaydqa çevire. Ayrı neticeniñ peyda olmasını ve kvant alını nasıl añlamaq — interpretatsiyalar ve ölçev meselesidir. Amma şuurlı baqış interferentsiyanı esaplav qaidesine kirmez. Feynman: yolnı belgilev neni deñiştire, §1–6, MIT: allar ve ölçev neticeleri, §4.
Belgisizlik ve kvantlaşuv — modelniñ belli hususiyetleri
Kvant alı ayrı ölçevlerniñ netice dağılımlarını belgiley. x köçeri boyunca koordinata ve aynı köçer boyunca impuls içün Δx Δp_(x) ≥ ℏ/2 nisbeti bar. Mında Δ — standart sapma, birdey azırlanğan alda uyğun dağılımnıñ keñliginiñ ölçüsi; ℏ — keltirilgen Planck sabiti.
Bu sıñır daa yahşı alet satın alğanda yoq olmay. Daa tar mekâniy dalğa paketi daa keñ impulslar cıyıntığını talap ete. Aldaki neticeler saçılması ile belli ölçegiç keltirgen hata ya da tesir — ayrı añlamlardır; bu formulada biri başqasınıñ yerine qoyulmaz. Feynman: dalğa paketi, §2–1, Erhart ve emektaşları: belgisizlik ve ölçev hatası.
Başqa bir netice — bazı miqdarlar ayrı izinli qıymetlerge malik. Meselâ, vodorod atomınıñ bağlı alları diskret energiya seviyelerini teşkil ete. Olar arasındaki keçişler keyfiy renklernen degil, yarıqnıñ belli energiyalarınen bağlı. Bu er sistemanıñ er energiyası tek bir universal porsiyalar cıyıntığına ait demek degil: serbest zerreçikniñ mümkün energiyaları başqa qurulışqa malik. NIST: neytral vodorod seviyeleri.
Dolaşıqlıq statistikanı bağlay, yarıqtan tez poçtanı degil
Dolaşıq alda eki sistemanı sadece ayrı-ayrı belgilengen eki saf kvant alı kibi tasvir etmek olmaz. Olarnıñ neticelerinde mahsus korrelâtsiyalar bar. Bell teñsizliklerini bozğan tecribeler, sazlamalarnıñ müstaqil seçimi de dahil, test şartları altında evelden belgilengen gizli parametrlerge esaslanğan bazı lokal izahlarnı red ete. Bu gizli deñişkenlerge malik er mümkün interpretatsiya red etildi demek degil. Hensen ve emektaşları: eksperimental test.
Korrelâtsiya öz tesadüfiy neticeñizni saylap, onıñnen uzaq ortaq içün haber kodlamağa imkân bermey. Qaydlarnı teñeştirip, olarnı aktarma protokolında qullanmaq içün adiy alâqa kanalı kerek. IBM: kvant teleportatsiyası ne içün malümatnı yarıqtan tez aktarmay.
Kvant fizikası «er şey mümkün» dep ilân etmey. O neniñ, qaysı ihtimallıqnen ve nasıl şartlarda mümkün olğanı içün sert qaideler qoya. Elektronnı kiçik şarğa çevirmege tırışmaq yerine tecribelerni teñeştirsek, onıñ alışılmağan davranışı daa añlaşıqlı ola. Soñraki faydalı temel — atomlar ve olarnıñ parçaları.