Volume 26: Pages 100-109, 2013

Rethinking a delayed choice quantum eraser experiment: A simple baseball model

Jeffrey H. Boyd ^a)

57 Woods Road, Bethany, Connecticut 06524, USA

In a double slit experiment, you can see an interference fringe pattern or you can know which slit the photon came through, but not both. There are two diametrically opposite theories about why this happens. One is complementarity. The other is the proposal made in this article. An experiment, published in 2000 [Y.-H. Kim et al., Phys. Rev. Lett. 8, 1 (2000)] allegedly supports the idea of complementarity. With different starting assumptions, we arrive at opposite conclusions: complementarity is irrelevant to this experiment. Our assumptions come from the Theory of Elementary Waves. Waves are assumed to travel in the opposite direction: from the detector to the laser. All wave interference is located at the laser. All decisions of importance are located at the laser, not at the detectors. The “decisions” concern which of several elementary rays a photon chooses to follow (this is a probabilistic decision). If a photon is emitted in response to one such impinging ray, all wave interference is then complete. The photon will follow backwards that ray alone, with a probability of one, back to the pair of detectors from which that ray originated. Based on these assumptions, the experiment has nothing to do with complementarity. There is also no delayed choice and no quantum eraser. Conclusion: complementarity is not the only way to understand this experiment.

Une expérience à double fente vous permet soit d'observer une figure de franges d'interférences, soit de savoir de quelle fente vient le photon, mais pas les deux. Actuellement, deux théories diamétralement opposées expliquent ce fait. L'une parle de complémentarité, l'autre est décrite dans cet article. Une expérimentation publiée en 2000 [Y.-H. Kim et al., Phys. Rev. Lett. 8, 1 (2000)] soutiendrait la théorie de la complémentarité. Mais différentes hypothèses de départ nous conduisent à d'autres conclusions: La théorie de la complémentarité est insignifiant dans le cadre de cette expérience. Nous avons basé nos hypothèses sur la théorie des ondes élémentaires. Les ondes voyageraient dans la direction opposée: du détecteur vers le laser. Toute interférence des ondes est localisée dans le laser. Toutes les décisions importantes se prennent dans le laser, et non pas dans les détecteurs. Le terme “décisions” désigne le choix que fait le photon lorsqu'il décide de suivre un seul rayon élémentaire parmi d'autres (il s'agit d'une décision probabiliste). Si un photon est émis en réponse à un tel rayon incident, il n'y a plus aucune interférence d'ondes. Le photon suivra ce seul rayon, avec une probabilité de un, vers les deux détecteurs d'où provient ce rayon. Selon ces hypothèses, l'expérience ne relève donc pas de la théorie de la complémentarité. De plus, il n'y a aucun choix retardé, ni gomme quantique. En conclusion, la complémentarité n'est pas la seule théorie permettant de comprendre cette expérience.

Keywords: Complementarity, Delayed Choice, Elementary Waves, John A. Wheeler, Lewis E. Little, Marlan O. Scully, TEW, Theory of Elementary Waves, Quantum Eraser, Yoon-Ho Kim

Received: June 10, 2012; Accepted: December 26, 2012; Published Online: February 26, 2013

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