Mach-Zehnder 간섭계에서 편광 상태를 이용한 빛의 이중성 및 상보성 고찰 (Wave-particle Duality and Complementarity Experiment Using Polarized Light in a Mach-Zehnder Interferometer)

서지정보

· 발행기관 : 한국물리학회
· 수록지 정보 : 새물리 / 62권 / 7호 / 684 ~ 690페이지
· 저자명 : 엄자윤, 김용수

초록

본 연구에서는 빛의 이중성과 양자역학적인 상보성을 직관적으로고찰하기 위해, 위상 보상 문제를 개선한 Mach-Zehnder 간섭계를사용하여 광 경로상의 편광상태에 따른 간섭무늬의 선명도를 비교하였다.
간섭계의 두 광경로를 경유하는 빛의 편광상태가 서로 수직일 때는간섭무늬의 선명도는 0.15이었다. 이는 편광상태에 의해 광경로에 대한구별 가능성이 원리적으로 확보된 빛의 입자성 특성에 기인한다. 한편,간섭계의 출구에 ±45˚편광판을 두어 편광방향에 의해 구별가능했던 경로에 대한 정보를 제거하면, 간섭무늬의 선명도가 각각 0.94,0.89인 빛의 파동성에 기인한 간섭 무늬가 관찰되었다. 이는 빛의이중성과 상보성-선명도와 구별가능성-을 동시에 보여준다.

영어초록

To intuitively investigate the light duality and complementarity of quantum mechanics, we measured the variation in the visibility of the interference fringe pattern for the polarization states of each optical path in a Mach-Zehnder interferometer that improved the phase compensation problem. The interference fringe was disappeared when the polarization states in the two optical paths of the MZI were perpendicular (visibility = 0.15). This is, in principle,because which-way information was secured by the polarization state of each path. However, when a ±45˚ polarizer that destroys the which-way information is placed at the exit of the interferometer, the interference was restored (visibility = 0.94,0.89). This demonstration showed light duality and complementarity -visibility and distinguishability- at the same time.

참고자료

· 없음