Física: en el experimento de doble rendija con fotones individuales, hay un patrón de interferencia a pesar de que hay un desfase temporal entre fotones sucesivos. ¿Significa esto que los fotones interfieren consigo mismos?

Tienes que lidiar con la llamada decoherencia para responder a tu pregunta: la decoherencia cuántica.

El mecanismo de decoherencia explica por qué los sistemas son efectivamente clásicos , es decir, por qué no tenemos superposición cuántica o enredo de, por ejemplo, ver gatos vivos y muertos, pero por qué observamos con una probabilidad específica (clásica) de un gato vivo o muerto. Esta es una realización física segura (teórica y experimental) basada en un formalismo mecánico cuántico exacto.

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El colapso, muchos mundos, etc., sin embargo, son interpretaciones diferentes del mismo formalismo; explican que acabas de ver a un gato en un experimento dado y lo que pasó con el otro gato. De acuerdo con el colapso, la interpretación desaparece de un gato, según la interpretación de Everett existen ambos gatos en ramas de la realidad separadas y mutuamente inaccesibles / no observables.

La decoherencia implica hacer, en esencia, que un sistema de mecánica cuántica que interactúa con un sistema clásico (catómetro para fotones, …) y el medio ambiente (aire, agua, …) se enrede, es decir, que las diversas alternativas de mecánica cuántica (espacio muerto frente a espacio vivo A frente a B, el fotón de doble rendija registrado en la ubicación x, x ‘, x’ ‘, …) se enredan con la totalidad del mundo macroscópico. Pero no se observa el mundo macroscópico como un todo (es decir, medido), sino solo un pequeño subsistema (fotones del bit de gato para la posición de un fotón). Este subsistema, generalmente una parte de un dispositivo de medición, a menudo se denomina puntero. Solo este puntero es prácticamente inobservable. La superposición mecánica cuántica del sistema general es efectivamente invisible, por así decirlo, el enredo migra hacia los grados de libertad ambiental no observados. Si se lleva a cabo viendo o no es secundario. Es esencial interactuar con un sistema macroscópico.

En este formalismo es el siguiente: es una evolución temporal puramente unitaria. Al enredarse con el medio ambiente, los grados de libertad no observados dan como resultado una diagonalización aproximada de la matriz de densidad parcial para la desconexión del medio ambiente. Usted promedia, por así decirlo, sobre los grados de libertad ambiental no observados, es decir, uno realiza una traza parcial sobre una llamada matriz de densidad. El resultado es una matriz de densidad reducida que contiene solo los grados de libertad observados o estados de puntero. Este proceso representa una aproximación que corresponde exactamente a ignorar los grados ambientales de libertad.

El resultado de esta aproximación es una distribución de probabilidad puramente clásica para las diversas alternativas (espacio muerto vs. espacio vivo A vs. B, fotón registrado por doble rendija en la ubicación x, x ‘, x’ ‘, …), donde las probabilidades de surgen las amplitudes de probabilidad mecánica cuántica. Tenga en cuenta que todas las opciones aún están disponibles, pero que ahora aparece el clásico. La decoherencia también explica por qué hay (en el espacio real) estados indicadores excelentes que están localizados y permanecen, es decir, por qué no se produce el sangrado de estas condiciones. Esto se deriva en última instancia de la interacción continua del puntero con los grados de libertad del entorno, es decir, un tipo de medición continua. Para que estos estados de puntero clásicos hayan perdido su capacidad de interferencia, es decir, un estado de puntero muerto y una condición de puntero para la vida no interfieren, permanecen por separado, son estables.

Ahora volvemos al colapso oa la interpretación de Everett. La decoherencia es aceptable para ambos. Ahora, la interpretación del colapso establece, sin embargo, que en el curso de la medición desaparecen todas estas alternativas efectivas a un clásico, es decir, la matriz de sellado parcial antes mencionada se reduce por el colapso en exactamente un término, por ejemplo, Muerto; Vivo simplemente desaparece. La interpretación de Everett afirma que todas estas alternativas clásicas efectivas = ramas para todo el sistema existen (que consisten en sistema cuántico, medidor, ambiente y posiblemente observador) más allá, sin embargo, debido a la decoherencia en mutuamente inaccesible / no observable, estable para cada sector como muerto y vivo

La rama no tiene lugar a nivel de los fotones, sino solo a nivel de macroscópico y observador. En cada rama, hay un medidor y un observador con resultados registrados y observados. En su caso, es una rama prácticamente continua por fotón individual y el resultado de una medición permitida de la ubicación de este fotón realizado (donde el mundo macroscópico probablemente ya sería la cámara digital de un solo píxel que acaba de registrar el fotón y genera una señal eléctrica ) No se creó un patrón de interferencia, pero causó todos los fotones y todas las ciudades realmente posibles en principio, todo patrón de interferencia. Sin embargo, la regla de Born asegura que las ramas en las que surgen patrones de interferencia improbables son poco probables y, en consecuencia, raras.

Por cierto, comparto su opinión de que la interpretación de Everett es la única interpretación realista y física del formalismo de QM desnuda. No requieren un colapso inexplicable, excepto físico, y renunciaron a su derecho a la regla de Born como un axioma, sino que intenta derivarlos como un teorema.

A continuación hay algunos enlaces:

1) http://plato.stanford.edu/entrie…
2) http://plato.stanford.edu/entrie…
3) http://arxiv.org/pdf/0712.0149v1…
4) http://arxiv.org/pdf/1111.2187v1…
5) http://users.ox.ac.uk/~mert0130/…
6) http://philsciarchive.pitt.edu/8888/1/Wallace_chapter_in_Oxford_Handbook.pdf

Primero, sí, el fotón se cohesiona consigo mismo.

En cuanto a la visión cuántica de muchos mundos, existe una línea clara entre lo que podemos medir y, por lo tanto, refutar en la especulación metafísica principal y pura. Estrictamente hablando, cualquier cosa que no pueda ser refutada no es parte de la física. (De ninguna manera soy un defensor del ateísmo aquí, simplemente estoy teniendo en cuenta los límites de la física).

Entonces, o la teoría del mundo está sujeta a una prueba empírica o es una filosofía enmascarada como física. No veo una tercera opción.

En ausencia de un experimento propuesto, la teoría de muchos mundos no es propiamente una hipótesis física