Observando las trayectorias promedio de fotones individuales en un interferómetro de dos ranuras

Área de la Ciencia:

• La mecánica cuántica es la mecánica cuántica.
• La óptica cuántica es una óptica cuántica.
• La interferometría es una técnica de interferometría.

Sus antecedentes:

• El principio de incertidumbre de Heisenberg limita fundamentalmente las mediciones precisas simultáneas de la posición y el momento de una partícula cuántica.
• La observación directa de la trayectoria de una partícula cuántica está excluida por la retroacción de la medición.

Objetivo del estudio:

• Para definir y observar operacionalmente las trayectorias de partículas cuánticas utilizando mediciones débiles.
• Proporcionar una descripción basada en la observación de la propagación de partículas cuánticas en un interferómetro de dos ranuras.

Principales métodos:

• Se enviaron fotones individuales de un punto cuántico a través de un interferómetro de doble rendija.
• Se realizaron mediciones débiles del momento del fotón.
• La post-selección basada en fuertes mediciones de la posición del fotón en planos sucesivos permitió la reconstrucción de la trayectoria.

Principales resultados:

• Se obtuvieron trayectorias reconstruidas para conjuntos de fotones individuales.
• El estudio demostró la viabilidad de definir y observar trayectorias cuánticas.

Conclusiones:

• Las mediciones débiles ofrecen un método para eludir las limitaciones impuestas por el principio de incertidumbre para la observación de la trayectoria.
• Esta técnica proporciona una nueva forma de estudiar la propagación de las partículas cuánticas en configuraciones interferométricas.