Kvantový Zenonův jev



Jak si všimli B. Misra a E. C. G. Sudarshan v roce 1977, periodickým opakováním měření se rozpad atomu může zpomalit, či dokonce úplně zastavit. Protože pravděpodobnosti se při opakování nezávislých jevů násobí, pro periodická měření v našem příkladu je pravděpodobnost nalézt N po sobě jdoucích výsledků e úměrná hodnotě |αΔt|2N (tj. |α|Δt|2 na N-tou). Uvážíme-li, že složení N intervalů délky Δt dá nějaký čas t, můžeme psát, že Δt=t/N. Detailním kvantově-mechanickým výpočtem průběhu procesu rozpadu se zjistilo, že při rostoucím N (tedy při zvětšování frekvence měření neboli zkracování Δt) se hodnota |αt/N|2N zvětšuje (to je důsledkem nepatrných odchylek od exponenciálního rozpadového zákona). V limitním případě nekonečného N bychom dokonce dosáhli bez ohledu na t jednotkové pravděpodobnosti. To právě znamená, že opakované měření zpomaluje či (v limitním případě) zcela zastavuje rozpad. Trochu to připomíná známou aporii řeckého filozofa Zenona o nemožnosti pohybu letícího šípu, a tak se jev stal známým pod názvem kvantový Zenonův jev (nebo také efekt hlídacího psa).


Mimochodem v popsaném mechanizmu 100% bezinterakčního měření ( je vlastně využito jakési optické varianty kvantového Zenonova jevu. Roli spontánní kvantové evoluce zde sehrává stáčení polarizace fotonu při každém oběhu přístrojem a opakovanému měření odpovídá průchod polarizačním děličem, za nímž je v jednom rameni umístěna bomba (když bomba nevybuchne, víme, že se foton rozhodl pro horizontální polarizaci). Je-li pootočení polarizace v každém oběhu dostatečně malé, je foton s vysokou pravděpodobností nalézán stále v nezměněném (horizontálním) polarizačním stavu (bomba nevybuchuje).


Bezinterakční měření



Poměrně nedávno byl navržen (a částečně již i experimentálně realizován) způsob, jak podíl případů, kdy je přítomnost předmětu (bomby) bezinterakčně detegována, učinit libovolně blízkým hodnotě 100 %. Uvažujme uspořádání podle obrázku: Do systému necháme vstoupit jeden foton s horizontální polarizací (viz Vesmír 77, 192,1998/4), který v něm vykoná N oběhů (což se zajistí geometrií uspořádání foton se pohybuje po spirále). V systému je umístěn polarizační rotátor R (tj. optický prvek stáčející směr polarizace fotonu, v našem případě o úhel 90o/N) a interferometr se stejně dlouhými rameny, složený ze dvou polarizačních děličů svazku P1 a P2 (tj. hranolů, které horizontální polarizaci propouštějí, zatímco vertikální odrážejí). Není-li přítomna bomba, jsou obě ramena interferometru průchodná, zrcátko Z je pouhým pasivním optickým elementem a polarizace fotonu je postupně pootáčena (vertikální a horizontální složky se po průchodu interferometrem na hranolu P2 spojí, čímž se rekonstruuje polarizační stav, který byl před děličem P1). Po N cyklech je pak foton polarizován vertikálně. V přítomnosti bomby (kdy je zrcátko Z spojeno s jejím spouštěcím mechanizmem) se situace zcela změní: foton teď prochází vždy jen jedním ramenem interferometru (bomba funguje jako detektor dráhy fotonu). S pravděpodobností cos2(90o/N) projde horním ramenem (odpovídajícím horizontální polarizaci) a bombu mine; jeho polarizace se však přitom změní (zkolabuje) na horizontální. Celková pravděpodobnost, že bomba nevybuchne a foton je po N obězích zaregistrován s horizontální polarizací, je proto PN=[cos2(90o/N)]N (pravděpodobnost, že bomba vybuchne, je samozřejmě 1PN). S rostoucím počtem cyklů N se pravděpodobnost PN blíží jedné (čím větší je N, tím méně je pravděpodobné, že se foton v libovolném oběhu pustí spodním ramenem směrem k bombě; čtenáři znalí infinitezimálního počtu se mohou přesvědčit, že limN→¥ PN=1). Nebezpečí výbuchu lze tedy neomezeně snížit!


ZDROJ: www.vesmir.cz<div style="font-size: xx-small;color: #0000ff;display: inline-block;text-align: center;width: 100%;">
<a href="https://popacular.com" rel="noreferrer">slot deposit pulsa</a>, <a href="https://nonton555.com/" rel="noreferrer">layarkaca21</a>, <a href="http://slot-gacor.nysenate.gov" rel="noreferrer">situs slot online</a>, <a href="http://slot-deposit-pulsa.learning.moleskine.com/" rel="noreferrer">deposit pulsa tanpa potongan</a>, <a href="https://occmakeup.com/" rel="noreferrer">slot gacor</a>, <a href="http://canvas.iw.edu/" rel="noreferrer">slot gacor hari ini</a>
</div>