SimReal - Hjelp - Fysikk - Kvantefysikk - Mach-Zhender-Interferometer parAbel Logo

[Hovedmeny] [Forrige] [Neste]
I et Mach-Zhender-Interferometer (MZI) benytter vi oss av et foton som har to mulige baner til rådighet, øvre bane (bane 1) og nedre bane (bane 2).
Fotonet kan sendes inn i en av disse banene (her bane 1).
Underveis kan fotonet skifte bane ved å passere et krysningspunkt mellom banene, hvor vi plasserer en strålesplitter, som er et halvt gjennomtrengelig speil.
Sannsynligheten for hver av banene etter passering av en strålesplitter er lik 0.5, dvs P(1) = P(2) = 0.5.
Ved å sende fotonet inn i bane 1, vil sannsynlighetsfordelingen før fotonet treffer første strålesplitter være P(1) = 1, P(2) = 0.

Sannsynlighets-amplitudene Ψ, en for hver bane, vil være gitt ved P(1) = [Ψ(1)]2, P(2) = [Ψ(2)]2.
Tilstandsvektoren til fotonet vil være gitt ved: v = [Ψ(1),Ψ(2)].

En strålesplitter representeres vha Hadamard-matrisen H vist på figuren.

De to gule objektene på figuren er stråle-splittere (halvt gjennomtrengelige speil), de to blå objektene total-reflekterende speil.
For det klassiske tilfellet vil enkel statistikk vise at det er 0.5 sannsynlighet for å komme ut i hver av de to banene etter strålesplitter nr 2.

For tilhørende kvantefysiske prosesser inntreffer imidlertid merkelige fenomener.
Ved å sende fotonet inn i bane nr 1 mot strålesplitter nr 1, viser det seg at fotonet alltid kommer ut i bane nr 2 etter stråle-splitter nr 2, forutsatt at fotonet ikke forstyrres med måleobservasjoner underveis.
Hvis derimot måleinstrumenter settes inn for å registrere hvilken av de to banene fotonet befinner seg i etter passering av første strålesplitter (egentlig etter måling etter passering av første strålesplitter), så forstyrres fotonets tilstandsvektor slik at fotonet etter passering av strålesplitter nr 2 vil være i en tilstand med tilstandsamplitude lik sqrt(0.5) for hver av de to banene.


Flere detaljer om Mach-Zehnder Interferometer

Teori og simulering