A Curious Observer ‘s Handbook of Quantum Mechanics, Pt. 6 : 두 개의 양자 고스트

지금까지 양자 모험을하는 동안 우리는 흥미로운 양자 효과를 보았습니다. 그래서 우리의 마지막 주요 여행에서 양자 나무의 특히 무서운 구석을 탐구 해 보겠습니다. 오늘 우리는 얽힘 그리고 측정 순서.

이 두 개념은 양자 역학에서 가장 반 직관적 인 효과를 만들어냅니다. 너무 반 직관적이어서이 시리즈에는 아무것도 없다고 재확인 할 때라고 생각합니다. 우리가 본 모든 것은 수백 개의 노트로 뒷받침됩니다. 때때로 세상은 우리가 기대하는 것보다 더 이상합니다.

나는 항상 스파이와 스파이의 세계가 이상하고 무섭다고 생각했기 때문에 암호화가 오늘날 우리가 이야기하고있는 것을 적용하는 것이 적절할 수 있습니다. 그러나 우리가 거기에 가기 전에 갈 것이 훨씬 더 많습니다.

햇살 속에서 놀기

점점 어두워지고 황량한 숲, 덩굴에 물든 건조한 나무를 긴 산책 후, 우리는 예기치 않게 밝은 햇살에 반짝이는 초원으로 나아갑니다. 빛에서 번쩍 일 때마다 우리는 편광 선글라스를 당깁니다.

편광 선글라스의 렌즈는 세로 방향으로 편광됩니다. 즉, 자연스럽게 착용하면 편광 된 빛이 수직으로 통과하지만 수평으로 편광 된 빛은 완전히 차단됩니다. 이것은 물에서 나오는 반짝이는 빛이 종종 수평으로 편광되기 때문에 유용합니다. 반사 된 눈부심을 크게 줄여 수직 편광 만 허용하는 렌즈입니다.

신비한 유리 잔의 아름다운 햇살에 약간 회의적이어서 여러 쌍의 선글라스를 들여다보기 시작합니다. 두세 쌍의 선글라스를 동시에 쳐다 보는 것은 당신을 어리석게 보이게하지만 이것은 우리가 과학을 위해 희생하는 것입니다. 우리는 당신이 볼 수있는 결과의 다이어그램을 스케치 할 것이지만, 3 쌍의 편광 선글라스를 함께 수집 할 수 있다면 집에서이 기사의 모든 실험을 할 수 있습니다.

앞쪽에 두 쌍의 컵을 들고 쌍 중 하나를 돌리면 컵을 통과하는 빛의 양이 다양하다는 것을 알 수 있습니다. 상당히. 안경이 90도 각도에있을 때 (예를 들어, 안경 중 하나는 자연스럽게 잡고 다른 하나는 옆으로) 거의 빛이 통과하지 않습니다. 렌즈를 통해 대조 된 이미지는 거의 완전히 검은 색으로 보입니다. 정말 좋은 편광 렌즈의 경우 거의 유리처럼 어둡습니다. 반대로 같은 방향으로 잡으면 한 쌍의 안경과 거의 같은 양의 빛을 남깁니다 (완벽한 정렬로 설치된 좋은 편광 렌즈를 사용하면 이것은 절대적으로 사실입니다).

이것은 이해하기 매우 쉽습니다. 두 컵을 모두 수직으로 잡으면 첫 번째 유리 잔은 수직 조명 만 통과합니다. 두 번째 쌍은 수직 빛도 통과 할 수 있기 때문에 차단할 것이 없습니다. 첫 번째 쌍을 통과 한 모든 빛도 두 번째 빛을 통과하게됩니다. 반대로 첫 번째 쌍을 옆으로 잡고 수 평광 만 통과하도록하고 두 번째 쌍은 자연스럽게 수 평광을 차단하도록 유지하면 둘 다 통과 할 수있는 빛이 없습니다. 함께, 그들은 매우 어둡게 보입니다. 그리고 두 컵을 서로 45도 각도로 잡고 있다면 이것은 평균입니다. 첫 번째 유리를 통과하는 빛의 절반은 두 번째 유리를 통과합니다.

중요한 것은 렌즈 사이의 각도뿐입니다. 교차와 같은 상대적인 방향을 선택하고 두 렌즈를 함께 회전하면 불투명도가 동일하게 유지된다는 것을 알 수 있습니다. 오른쪽의 녹색 프레임 안경은 수직에 대해 ± 45 ° 각도로 고정되지만 첫 번째 쌍은 편광이 수직에서 왼쪽으로 45 °를 통과하도록 허용하므로 모든 빛이 차단됩니다.

모두 말이되는 것 같습니다. 그러나 이것이 양자 역학이라는 것을 기억하고 영화의 불길한 음악이 배경에서 재생되기 시작합니다. 세 번째 안경을 추가하겠습니다. 모든 방향을 똑바로 유지하기 위해 항상 수평 / 수직 방향에 파란색 타이어를 사용하고 ± 45 ° 방향에 녹색 타이어를 사용합니다.

왼쪽에 표시된 것처럼 두 개의 교차하는 컵으로 시작합니다. 그런 다음 45도 각도를 가리키는 세 번째 렌즈를 추가합니다. 뒤에 우리가 이미 가지고있는 두 가지. 자세히 살펴보면 예상대로 작동합니다. 원래 안경을 가리는 곳이면 빛이 검게 유지됩니다. 완전한 간섭이없는 작은 각도에서 빛은 45도 각도로 렌즈와 다른 렌즈 중 하나를 통과하여 그림 1에서 다시 보았던 더 어두운 색조를 얻습니다. 새로운 기능을 살펴보면, 빛이 모든 렌즈를 통과해야하는 영역도 모두 검은 색입니다.

하지만 안경을 재배치하면 멋진 것을 보게 될 것입니다. 십자 안경으로 다시 시작하지만 이제 렌즈를 45도 각도로 슬라이드합니다. 중에서 그들. 이렇게하면 세 개의 렌즈가 겹치면서 빛이 통과합니다. 두 개의 렌즈 만 겹칠 때 예상되는 결과를 얻을 수 있습니다. 교차는 검정색이고 상대적으로 45 도는 색상입니다. 그러나 전면과 후면 렌즈가 교차되어 빛이 통과하지 못하더라도 다른 중편 광 렌즈를 방해하면 빛이 갑자기 통과 할 수 있습니다.

이상 해요. 그만큼 배열 안경에서 중요합니다. 집에서 시청하는 경우 렌즈 배열을 뒤집어보십시오. 크로스 렌즈가 스택에서 나란히 있으면 거의 빛이 통과하지 않습니다. 그러나 파란색 (가로 / 세로) 프레임과 녹색 (± 45도) 프레임 사이를 전환하면 일부 빛이 통과합니다.