4.10 MZI - Delayed-Choice

Bezug zum Kerncurriculum:

• eA: Ich kann ein Experiment mit dem Mach-Zehnder-Interferometer analog zu einem delayed-choice-Experiment beschreiben.
• eA: Ich kann an diesem Beispiel die Begriffe Nichtlokalität und Kausalität erläutern.
• eA: Ich kann die Begriffe Zustand, Präparation und Superposition am Beispiel eines Experimentes mit polarisiertem Licht erläutern.
• eA: Ich kann eine Anwendung der Quantenphysik erläutern

Modell: "Welle-Teilchen-Dualismus"

Bei manchen Experimenten im Mach-Zehnder-Interferometer mit einzelnen Photonen ist, abhängig von der Präparation des Experiments, bei frühen quantenphysikalischen Modellen ein Modellwechsel nötig:

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Modellierungsprobleme

1) MZI ohne Strahlteiler 2

Modellierung mit dem Modell "Welle-Teilchen-Dualismus":

1) MZI mit Delayed Choice

Man kann ein Experiment im MZI so präparieren, dass der Strahlteiler 2 erst dann eingefügt wird, nachdem das Photon den Strahlteiler 1 passiert hat. Das führt mit dem Modell des Welle-Teilchen-Dualismus zu einem Modellierungsproblem.

Das späte Einfügen von Strahlteiler 2 (Delayed Choice) führt dazu, dass im laufenden Experiment ein Modellwechsel vom Teilchenmodell (ohne Strahlteiler 2) zum Wellenmodell (mit Strahlteiler 2) erfolgen müsste.

Diese Überlegung ist geprägt von klassisch anschaulichen Ansätzen und für die Modellierung quantenphysikalischer Experimente wenig geeignet.

Modellierung mit der QED

Die Quantenelektrodynamik von Richard P. Feynman bietet eine Modellierung, die auch für Delayed-Choice-Experimente geeignet ist.

Simulation der Modellierung des Delayed-Choice-Experiments im Mach-Zehnder-Interferometer:

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