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El detector de bombas de Elitzur-Vaidman

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  • Divulgación El detector de bombas de Elitzur-Vaidman

    Hola,

    antes de nada decir que soy un programador informático que ha descubierto que le apasiona la física, pero que no tiene suficientes conocimientos como para seguir los razonamientos a través de fórmulas matemáticas o términos muy técnicos. Eso sí, se me da bien seguir razonamientos complejos si estos se realizan con palabras y términos que pueda comprender.

    A lo que voy. Recientemente estoy leyendo bastantes artículos referentes a la mecánica cuántica y estoy fascinado por las implicaciones que tiene que parecen ir en contra de la lógica más elemental. Un caso que me ha dejado medio lelo es el llamado detector de bombas de Elitzur-Vaidman que se trata (por decirlo de alguna forma) de una evolución del experimento de la doble rendija.

    Dicho experimento (el mental y el real) se explican maravillosamente en este enlace http://eltamiz.com/2010/07/21/cuanti...itzur-vaidman/ sin embargo intentaré resumirlo por encima.

    Se trata de un interferómetro de Mach-Zehnder. El mecanismo es relativamente sencillo y se muestra en la siguiente imagen (extraída del artículo de El Tamiz que enlacé antes).



    Cabe señalar que los espejos (el primero y el último) tienen la característica de que reflejan la mitad de la luz que les llega y dejar pasar la otra mitad. El láser envía fotón a fotón hacia el primer espejo. Lo curioso del tema llega cuando situamos un detector de fotones (o una bomba que explota al recibir un fotón) en el tramo horizontal superior tal y como se muestra en el siguiente gráfico (también de El Tamiz).



    Si no situamos el detector el fotón se comportará como onda y debido a que interfiere consigo mismo el resultado será que siempre que iluminará la pared de la derecha.

    El caso es que si situamos allí el detector (o la bomba) el fotón se comportará como partícula y elegirá uno de los dos caminos al chocar con el primer espejo dando tres resultados posibles:
    a) El fotón va por el camino de arriba en el primer espejo y el detector se activa (la bomba explotaría) 50%
    b) El fotón va por el camino de abajo y al llegar al último espejo va hacia la derecha iluminando la pared de la derecha 25%
    c) El fotón va por el camino de abajo y al llegar al último espejo va hacia arriba iluminando la pared de arriba 25%

    Conclusión: Con este sistema somos capaces de saber si el detector de fotones (o la bomba) está situado o no en el interferómetro sin necesidad de que un fotón llegue allí.

    En el experimento mental de las bombas lo que se plantea es que existen dos tipos de bombas: las bombas reales que explotan cuando un fotón choca con ellas y bombas de mentira que dejan pasar la luz sin afectarles lo más mínimo. La única forma a priori de diferenciarlas es hacerles llegar un fotón y ver su respuesta, sin embargo con este experimento, el interferómetro nos daría diferente resultado si la bomba resulta ser de las de verdad y el 25 por ciento de las veces ¡Lo hará sin haber recibido la bomba el contacto de un fotón, es decir, sin haber explotado!

    Este experimento ha sido probado experimentalmente, por si alguien tenía dudas.

    Disculpadme si no he sido lo suficientemente claro en la explicación. Si no es así os recomiendo leer el artículo de El Tamiz.

    Me surgen algunas dudas al respecto del experimento, pero antes de plantearlas me gustaría saber quién lo conoce y si lo he entendido correctamente o estoy muy lejos de comprender el mecanismo del mismo.

    Un saludo

    PD: Pido disculpas anticipadas por las más que probables "patadas" a la física que haré en este hilo.

  • #2
    Re: El detector de bombas de Elitzur-Vaidman

    Bueno, en lo que se nota el nivel divulgativo es en expresiones como "se comporta como onda" y "se comporta como partúcula". Pero, bueno, estamos a nivel divulgativo.

    La clave de todo esto es si colapsa el estado del fotón o no (según se coloque un detector -la bomba- o no).

    Lo mismo ocurre en el experimento de la doble rendija (que es el experimento esencial) y en muchas otras variantes... como esta que tú expones.

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