Tagi


Archiwa


Zaprzyjaźnione


/ 30

Artykuły

Poplątane splątanie: od EPR do Bella

21st Gru '13

W latach 30. ubiegłego wieku trójka fizyków rzuciła rękawicę jednej z najpotężniejszych teorii naukowych. Ich artykuł początkowo przeszedł bez większego echa, jednak po kilkudziesięciu latach sytuacja uległa diametralnej zmianie. Jak na ironię, paradoks opracowany dla wykazania  niedorzeczności mechaniki kwantowej, stał się podstawą rozważań nad jednym z jej najdonioślejszych efektów.

Mecha­nice kwan­towej należy się duży szacunek. Jednak jakiś wewnętrzny głos mówi mi, że nie jest to praw­dziwe złoto. Teoria ta wiele nam daje, ale prawie wcale nie zbliża nas do poznania sekretu Stwórcy. Przy­najm­niej jeżeli o mnie chodzi, jestem prze­ko­nany, że On nie gra w kości.
– Albert Einstein
Powyższy cytat zdradza powszechnie znaną prawdę o stosunku twórcy teorii względ­ności do mecha­niki kwan­towej. Einstein, jak przy­stało na miesz­kańca Berna, pragnął świata dzia­ła­ją­cego niczym szwaj­carski zegarek: pewnego, dokład­nego i ele­ganc­kiego. Tym­czasem zasada nie­ozna­czo­ności i super­po­zycja zamknię­tego w pudełku kota wpro­wa­dzały, do fizyki element nie­pew­ności. Kosmiczny bilard, w którym każda bila podlega jasnym regułom i pomiarom, został bru­talnie zastą­piony przez opartą na praw­do­po­do­bień­stwie ruletkę. 

Albert Einstein nie odrzucał cał­ko­wicie pomysłów Erwina Schrödin­gera, Wernera Heisen­berga i Nielsa Bohra – uważał je za przy­datne, ciekawe, ale poprawne co najwyżej do pewnego stopnia. Już jako uznany uczony długo nie dawał za wygraną, obie­rając za cel wyka­zanie nie­peł­ności teorii kwan­towej. W 1935 roku wraz z pocho­dzącym z Rosji Borysem Podol­skim oraz dłu­go­letnim asy­stentem Nathanem Rosenem (owocem ich współ­pracy był m.in. most Ein­steina-Rosena) opu­bli­ko­wali w cza­so­pi­śmie Physical Reviev artykuł pod tytułem „Czy opis rze­czy­wi­stości fizycznej przez mecha­nikę kwantową można uważać za pełny?”. Słynna ofensywa trójki fizyków opierała się na para­doksie, który jak sądzili, pogrzebie pro­ba­bi­li­styczne ujęcie mikro­świata.  

Panowie EPR

Einstein, Podolski i Rosen wzięli na warsztat tzw. stan splątany. Zjawisko to można zaob­se­rować np. w przy­padku pary fotonów, po prze­pusz­czeniu wiązki światła przez spe­cjalny, roz­dzie­la­jący kryształ. Nie wdając się w szcze­góły tech­niczne, otrzy­mane w ten sposób kwanty światła można porównać – zależnie od sytuacji – do bliź­niaków jed­no­ja­jo­wych, bądź połówek prze­cię­tego jabłka. Kiedy więc zbadamy pierwszy foton i stwier­dzimy, dajmy na to pola­ry­zację pionową, to z góry możemy założyć, że jego bra­ci­szek posiada pola­ry­zację poziomą – bo cały układ powinien wyjść na “zero”. Równie dobrze mogli­byśmy posiadać pudło z dwoma róż­no­ko­lo­ro­wymi piłkami. Kiedy wylo­su­jemy czarną, możemy opa­ko­wanie wysłać nawet na Marsa a i tak będziemy wiedzieć, że w środku pozo­stała biała.
To logiczne podej­ście i nie powinno wzbudzać naszego sprze­ciwu. Przy­najm­niej dopóki nie włączymy w to wszystko, tak jak panowie EPR, reguł mecha­niki kwan­towej. A niestety tych, w stosunku do fotonów nie sposób pominąć.

Nasi boha­te­rowie pisząc wie­ko­pomny artykuł, pewnie mieli przed oczami sym­bo­liczny grób mecha­niki kwan­towej. No bo jak to? Znamy cechę danej cząstki nie doko­nując bez­po­śred­niego pomiaru? Aby pojąć powagę tego kryzysu musimy sobie przy­po­mnieć, iż w świecie kwantów wszystkim rządzi rachunek praw­do­po­do­bień­stwa i dopiero akt obser­wacji redukuje falę do kon­kret­nego stanu. Mówiąc prościej: to czy kot Schrödin­gera jest żywy czy martwy, okaże się nie wcze­śniej niż po otwarciu pudełka. Paradoks EPR miał temu porząd­kowi zaprze­czać.

Wyobraźmy sobie, że w wyniku eks­pe­ry­mentu wysyłamy świa­tło­wodem dwa sko­re­lo­wane fotony do dwóch reje­stra­torów, roz­sta­wio­nych w prze­ciw­nych kie­run­kach. Pod­cho­dząc do pierw­szego aparatu, widzimy że zapaliła się czerwona lampka sym­bo­li­zu­jąca pola­ry­zację pionową. Po dotarciu do drugiej maszyny dostrze­żemy świa­tełko nie­bie­skie. Możemy powta­rzać doświad­czenie do znu­dzenia, ale wyniki będą podobne: po jednej stronie zapala się dioda czerwona, do po drugiej nie­bieska lub na odwrót. Zawsze badając jedną cząstkę, auto­ma­tycznie i od razu nabywamy wiedzę o stanie splą­tanej z nią połówki! 

Mechanika kwantowa vs Realizm lokalny

Tu cię mam! – mógł pomyśleć Einstein. Zgodnie z mecha­niką kwantową, foton określi swój stan dopiero gdy go pod­gląd­niemy. Wcze­śniej istnieje równie duża szansa na to, że odczy­tamy pola­ry­zację pionową lub poziomą; czy wypadnie orzeł czy reszka. Nie może istnieć sytuacja, w której stan jakiejś cząstki jest pewny mimo zamknię­tego pudełka. Einstein, Podolski i Rosen przyjęli w swojej pracy jako pewnik tzw. realizm lokalny, wpro­wa­dza­jący dwie szalenie istotne hipotezy. Po pierwsze, pola­ry­zacja fotonu naj­wy­raź­niej jest okre­ślona już na starcie; a po drugie, nawet jeśli obie cząstki wyszyły z tego samego źródła, to już na siebie nie oddzia­łują i powinny stanowić odrębne układy. Teraz naj­waż­niejsze. Idąc tym tropem, fizycy wzięli pod uwagę dwie moż­li­wości wyja­śnia­jące wynik powyż­szego eks­pe­ry­mentu. Pierwsza stwierdza, że tak naprawdę doświad­czenie świadczy o ist­nieniu jakiejś nie­wi­dzialnej nici, czy też rodzaju oddzia­ły­wania między splą­ta­nymi cząst­kami. Rzecz w tym, iż brakuje prze­słanek aby stwier­dzić jego ist­nienie; a biorąc pod uwagę natych­mia­stowe efekty splą­tania, oddzia­ły­wanie to musia­łoby… działać z pręd­ko­ścią nad­świetlną! Natu­ralnie Einstein trak­tował ten pomysł z poli­to­wa­niem i prze­śmiewczo ochrzcił go upiornym oddzia­ły­wa­niem na odle­głość.

Drugą opcją było wpro­wa­dzenie postu­latów realizmu lokal­nego, a tym samym uznanie mecha­niki kwan­towej za teorię po prostu nie­do­koń­czoną. Samo splą­tanie nale­ża­łoby więc trak­tować jako wynik dzia­łania ukrytych zmien­nych, to jest nie­zna­nych jeszcze cech rze­czy­wi­stości, które wpły­wa­łaby na wyniki wszel­kich doświad­czeń w mikro­skali: od eks­pe­ry­mentu z dwoma szcze­li­nami do EPR. Badacze chcieli aby taki parametr decy­dował o tym jaki stan posiada cząstka, bez względu na nasze obser­wacje. Foton “wie­działby” jaki stan przy­bierze na mecie już w chwili opusz­czenia swojego źródła.

Paradoks EPR został obmy­ślony po to aby wbić klin między dwie naj­większe teorie fizyki XX wieku i wykazać fał­szy­wość jednej z nich. Albo Einstein popełnił gafę swojego życia obwiesz­czając postulat o nie­prze­kra­czal­ności pręd­kości światła, albo zwo­len­nicy mecha­niki kwan­towej hoł­do­wali praw­do­po­do­bień­stwu, bo nie dostrze­gali istoty problemu. Okazało się, że istnieje trzecia droga.

Skarpetki prof. Bertlmanna

Naj­do­nio­ślejszą odpo­wiedź na zarzuty EPR, wysto­sował w roku 1964 John Bell w tekście: “O para­doksie Ein­steina, Podol­skiego i Rosena”. W artykule Bell odwołał się do kon­cepcji swojego kolegi Davida Bohma. Mate­matyk twier­dził, że cząstki poru­szają się po tra­jek­to­riach, moż­li­wych do bardzo dokład­nego okre­ślenia. Jeżeli jeste­ście uważni, pewnie zapy­tacie czy nie sprze­ciwia się to zasadzie nie­ozna­czo­ności. Otóż nie do końca. Bohm nie twier­dził, że jesteśmy w stanie wyzna­czyć z dowolną dokład­no­ścią pędu i poło­żenia cząstki (Heisen­berg ode­tchnął z ulgą), ale… istnieje coś na kształt ukrytej zmiennej powo­du­jącej, nazwijmy to, efekt praw­do­po­do­bień­stwa. W przy­padku stanów splą­ta­nych cecha ta byłaby jakby dzielona przez jego elementy. Spa­ro­wane fotony “drgają” w losowy sposób, zgodnie z wszel­kimi kwan­to­wymi pra­wi­dłami, ale zawsze pozo­stają ze sobą sko­or­dy­no­wane. John Bell dla zobra­zo­wania całej idei użył humo­ry­stycznej anegdoty o prof. Berlt­mannie, który podobno był znany eks­tra­wa­gancji i noszenia nie­do­pa­so­wa­nych kolorem skar­petek. Bell naszki­cował prosty rysunek, na którym widać tylko jedną stopę wie­deń­skiego uczonego – jeżeli ubrał nań skar­petkę różową to można było iść o zakład, że druga jest nie­ró­żowa. Dalej Irland­czyk przyjął, że gdyby zmniej­szyć prof. Berlt­manna do roz­miarów sub­a­to­mo­wych to jego kwantowe skar­petki pozo­sta­wa­łyby w super­po­zycji, dopóki profesor nie podwinie choćby jednej nogawki. Kiedy studenci ujrzą róż, auto­ma­tycznie redukują falę praw­do­po­do­bień­stwa dla obu skarpet. Wracając do fotonów: to jaką pola­ry­zację zare­je­stru­jemy okazuje się dopiero w momencie badania, ale pomiar wpływa na cały układ. Naj­dziw­niejsze jest jednak to, że wła­ści­wości cząstek są od siebie zależne bez względu na odle­głość, choć­byśmy mówili o miliar­dach lat świetl­nych.
Reinhold Bertlmann i jego kwantowe skarpetki (rys. Od splątania cząstek do kwantowej teleportacji).

Reinhold Ber­tl­mann i jego kwantowe skar­petki (rys. Od splą­tania cząstek do kwan­towej tele­por­tacji).

Kpina Ein­steina okazała się faktem. Teoria względ­ności miała się dobrze, a mecha­nice kwan­towej przybyło kolejne dzi­waczne zjawisko. Gdzie w takim razie leżał haczyk? W przy­jętym w para­doksie EPR reali­zmie lokalnym.

Bell wyko­rzy­stując prace Bohma cał­ko­wicie odrzucił tezę, jakoby dana własność cząstki była skład­ni­kiem rze­czy­wi­stości przed doko­na­niem pomiaru. Brzmi futu­ry­stycznie, ale na dobrą sprawę autor jedynie potwier­dził usta­lenia sławnej inter­pre­tacji kopen­ha­skiej: kot Schrödin­gera pozo­staje żywy i martwy jed­no­cze­śnie aż do otwarcia pudełka. Prof. Berlt­mann założył “nie­okre­ślone” skarpety, na pewno różne, ale nie­okre­ślone aż do poka­zania ich światu. To nie­pod­wa­żalna cecha rze­czy­wi­stości mikro­świata – realność powstaje w chwili pomiaru. Irland­czyk uznał również za bzdurę lokal­ność układów kwan­to­wych. Oznacza to tyle, że cząstki splątane łączy jakaś głęboka więź, funk­cjo­nu­jąca jak gdyby ponad prze­strzenią. Układ pozo­staje jed­no­ścią, nie zważa na odle­głość – jest nie­lo­kalny.

John Bell napisał na ten temat znacznie więcej, tworząc zręby nowo­cze­snych badań nad stanem splą­tanym oraz dokła­dając cegiełkę do wyja­śnienia zwa­rio­wa­nego świata kwantów. Ale o nie­rów­no­ściach Bella, potwier­dzeniu jego tez oraz prak­tycz­nych zasto­so­wa­niach tego wszyst­kiego, kiedy indziej.
Literatura uzupełniająca:
A. Zeilinger, Od splątania cząstek do kwantowej teleportacji, przeł. B. Bieniok, E. Łokas, Warszawa 2013;
M. Kaku, Wizje, czyli jak nauka zmieni świat w XXI wieku, przeł. K. Pesz, Warszawa 2010;
J. Gribbin, Kwantowe Reguły, [w:] Współczesna Nauka Bez Tajemnic, pod red. R. Fifielda, przeł. J. Bieroń, E. Lipska, Poznań 2000;
Wykład M. Szopy: Paradoksy i zastosowania mechaniki kwantowej, z cyklu Mechanika Kwantowa dla Niefizyków.

Naukowy totalitarysta. Jeśli nie chcesz aby wpadli do Ciebie naukowi bojówkarze, zostaw komentarz.

  • Ano­ny­mous

    „Oznacza to tyle, że cząstki splątane łączy jakaś głęboka więź, funk­cjo­nu­jąca jak gdyby ponad prze­strzenią.” – Mostem Ein­steina-Rosena, jak na ironię. 🙂 http://arxiv.org/abs/1308.0289

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • http://www.blogger.com/profile/15974655362658103810 Armored Bard

    Pro­du­ku­jesz swoje wpisy z uporem i stylem godnym lepszej sprawy… W sensie – żal mnie dupę ściska, że docie­rają do tak małej i wąskiej grupy odbiorców, Twoje publi­kacje, w mojej skromnej opinii, powinny dawać Ci coś więcej aniżeli poczucie satys­fakcji : )

    Przy­bli­żasz „masom” bardzo ciekawe zjawiska fizyczne, pytanie brzmi, cytując Sheldona Coopera, po co? ; D

    Wniosek jaki się nasuwa (nie zagłę­białem się w temat) mówi mi, że ludzkość wciąż nie wie czemu dwie „spa­ro­wane ” cząstki są ze sobą „sko­or­dy­no­wane”?

    „Bell wyko­rzy­stując prace Bohma cał­ko­wicie odrzucił tezę, jakoby dana własność cząstki była skład­ni­kiem rze­czy­wi­stości przed doko­na­niem pomiaru. Brzmi futu­ry­stycznie, ale na dobrą sprawę autor jedynie potwier­dził usta­lenia sławnej inter­pre­tacji kopen­ha­skiej: kot Schrödin­gera pozo­staje żywy i martwy jed­no­cze­śnie aż do otwarcia pudełka.”

    To wyja­śnienie moim zdaniem jest dość, hmm, „niepełne”. JAKAŚ własność cząstki jest skład­ni­kiem rze­czy­wi­stości, tylko nie jesteśmy w stanie określić jaka przed doko­na­niem pomiaru. Kot zatem jest żywy LUB martwy, ale my nie wiemy, która z wła­sności jest praw­dziwa póki nie otwo­rzymy pudełka ; )

    Pozdra­wiam,
    Iskier

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • http://www.blogger.com/profile/11397196611078180548 Adam Adamczyk

      Ad. 1. Tak to już w inter­ne­tach (i życiu) jest, że naj­le­piej sprze­dają się głupoty, a rzeczy ważne gdzieś daleko z tyłu. Na dodatek fizyka wśród samych nauk ma opinię obrzy­dliwie nudnej i nie­przy­stępnej.

      Ale trudno o „lepszą sprawę” niż zara­żanie ludzi pozy­tyw­nymi zain­te­re­so­wa­niami =).

      Ad. 2. Nie powie­działbym, że kot jest żywy lub martwy i nie wiemy która własność jest praw­dziwa. Trzeba raczej stwier­dzić, iż kot jest żywy I martwy na raz, a otwo­rzenie pudełka redukuje ten stan. W miejsce super­po­zycji, która jest czymś nor­malnym w mikro­skali (choć dla nas to nie­in­tu­icyjne), wchodzi pewność.

      Zdanie napisane przez Ciebie jest właśnie bliskie reali­zmowi ser­wo­wa­nemu przez EPR: foton ma pola­ry­zację pionową lub poziomą już w chwili startu, ale my jej jeszcze nie znamy. Prace Bella i doświad­czenia, które są prze­pro­wa­dzane do dzisiaj, prze­chy­lają szalę w drugą stronę. Foton posiada dwa stany na raz tak długo aż go nie podej­rzymy.

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • Ano­ny­mous

      „The pro­ba­bi­lity that a cat is both dead and alive is zero.” ~ L. Motl.
      Nie odnosi się to tylko do futrzaków, co nie. Gdyby ktoś się chciał nad nimi znęcać to już raczej kwestia eks­pre­sowej deko­he­rencji.

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • Ano­ny­mous

      „Prace Bella i doświad­czenia, które są prze­pro­wa­dzane do dzisiaj, prze­chy­lają szalę w drugą stronę. „

      ale co to za doswiad­czenia bo jakoś nie znajduje nic co by powo­do­wało tu jakąs dziwność .

      „Foton posiada dwa stany na raz tak długo aż go nie podej­rzymy.”

      no i ?jeden posiada 2 stany i drugi posiada 2 stany zsyn­cho­ni­zo­wane ze stanami pierw­szego tak że jak pierwszy ma stan A to drugi ma stan B i ciągle te stany ulegają zmianie ale synh­ro­nicznie . każdy jest więc jed­no­cze­śnie w stanie A i w stanie B . jak zatrzy­mu­jemy te koło­wroty jed­no­cze­śnie to zawsze nam wyjdzie . pytanie co jeśli zatrzy­mamy jeden z nich a drugi nie ? chyba wtedy jest juz po spla­taniu ?

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • Ano­ny­mous

      Skąd wła­ściwie wiadomo, że cząstka jest w super­po­zycji ?
      Gdyby nawet wykonać doświad­czenie z kotem to jak spraw­dzić czy kot jest jed­no­cze­śnie żywy i martwy skoro otwarcie pudełka zre­du­kuje ten stan ?
      Czy ocze­ki­wanie, że jeśli cząstka(przyczyna) jest w super­po­zycji to skutek (życie kota) też w niej będzie, nie jest tak samo naiwne jak zało­żenie, że jeśli zapalimy jed­no­cze­śnie zielone i czerwone światło to samo­chody będą jechały i stały jed­no­cze­śnie ?

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • http://www.blogger.com/profile/17742029282859680771 LucidMan

    To nie na moją głowę. Skąd kwant światła wie, że jest obser­wo­wany i właśnie teraz ma wyjść ze super­po­zycji, dlaczego sama nasza świa­do­mość obser­wo­wa­nego „przed­miotu” wpływa na niego samego?

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • http://www.blogger.com/profile/11397196611078180548 Adam Adamczyk

      Odsyłam do tekstu „Kim jest obser­wator?”, w którym kwestie te zostały szerzej omówione =).

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • Katerina

    Super tekst, a skar­petki Ber­tl­manna już na zawsze utkwią w mojej pamięci ;).

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • http://www.blogger.com/profile/08216024526625930473 Konrad Czajka

    Bardzo ciekawy wpis. Czekam na kolejne.
    „Od splą­tania…” dostałem w pre­zencie wczoraj i zaraz zabieram się do czytania. W temacie mogę polecić „Jak nauczyć fizyki kwan­towej swojego psa”. O ile motyw rozmów z psem dość skiepsz­czony, to wyja­śnienia różnych kon­ceptów fiz kwan­towej bardzo ciekawe (zwłaszcza zwią­za­nych z funk­cjami falowymi).

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • Marek

    Ciekawa ta fizyka u Pana.

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • Ano­ny­mous
  • Ano­ny­mous

    Czytam, czytam i nie do końca rozumiem z tym splą­ta­niem. Odnosząc się do przy­kładu z dwoma różnymi piłkami, logicznym jest że jeśli wylo­su­jemy dajmy na to białą to na Marsie będzie czarna. Gdzie ta cała sensacja? Zakładam że czegoś nie pojmuję.

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • http://www.blogger.com/profile/11397196611078180548 Adam Adamczyk

      Przecież odpo­wiedź znajduje się w całym tekście.
      Paradoks pojawia się wtedy, kiedy „zmniej­szysz” owe kulki do roz­miarów sub­a­to­mo­wych. Zasada nie­ozna­czo­ności nie powinna zezwalać na to, aby stan obiektu był wiadomy przed otwo­rze­niem pudełka – logiczny wniosek, o którym piszesz, byłby zdaniem EPR sprzeczny z mecha­niką kwantową.

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • docie­kliwy

    Czyli w takim raziem można powie­dzieć że zasada nie­ozna­czo­ności nie działa w tym przy­padku? I stąd całe łał! odnośnie splą­tania? Gdzie w takim razie natych­mia­stowe dzia­łanie na odle­głość? Zapewne dalej nie pojmuję. Gdzieś czytałem przy­kłady odnośnie splą­tania: zmie­niając spin jednej z cząstek zmienia się natych­miast drugiej nie zależnie od odle­głości, albo mając dwa kasyna splątane jeśli w jednym wypadnie pewna liczba w ruletce natych­miast wiemy jaka wypadła w drugim – nie wiem tylko czy to dobre przy­kłady, po Twoim artykule zakładam że raczej nie. Anyway bardzo ciekawy blog – gra­tu­luję!

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • http://www.blogger.com/profile/11397196611078180548 Adam Adamczyk

      Bardzo się cieszę, że tekst wzmacnia Twoją cie­ka­wość i docie­kli­wość. Naj­krócej mówiąc Einstein i spółka właśnie to starali się udo­wodnić – mecha­nika kwantowa to bubel. Wszystko wskazuje jednak na to, że geniusz przyjął błędne zało­żenia i „upiorne oddzia­ły­wanie na odle­głość” jest faktem. Przy czym samo oddzia­ły­wanie należy rozumieć w cudzy­słowie o czym pisałem tutaj: http://www.kwantowo.pl/2013/11/o-splataniu-ktore-chciao-byc.html

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • Ano­ny­mous

    Mam pytanie: jeśli mie­li­byśmy przy­kła­dowo dwa splątane fotony i jeden z nich „wrzu­ci­li­byśmy” do czarnej dziury, co stanie się z drugim? Nadal będą podlegać „upior­nemu oddzia­ły­waniu na odle­głość”?

    Świetny blog, bardzo dobrze się czyta, pozdra­wiam 🙂

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • http://www.blogger.com/profile/11397196611078180548 Adam Adamczyk

      Rewe­la­cyjne pytanie i już się kiedyś na nie natknąłem. Oczy­wi­ście odpo­wiedź jest uza­leż­niona od kilku infor­macji na dzień dzi­siejszy nie­pew­nych. IMO logika pod­po­wiada, że jeszcze po prze­kro­czeniu hory­zontu zdarzeń splą­tanie powinno „działać”. Choć i tu spo­tkałem się z opinią, że układ może ulec deko­he­rencji. Gorzej nato­miast z zetknię­ciem się z samą oso­bli­wo­ścią. Na dobrą sprawę nie wiemy jaki wpływ miałyby warunki weń panujące na cząstkę. Debata na temat tzw. para­doksu infor­ma­cyj­nego będzie trwała jeszcze wiele dekad.

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • Ano­ny­mous

    Żeby ożywić temat splą­tania kwan­to­wego spróbuję trochę prze­kornie – czyli w obronie Ein­steina.

    Weźmy więc jeszcze raz pod lupę „paradoks” EPR:
    Nasza trojka fizyków – Albert Einstein, Borys Podolski i Nathan Rosen – zapro­po­no­wała nastę­pu­jący eks­pe­ry­ment myślowy.
    Kluczem para­doksu EPR (eks­pe­ry­mentu myślo­wego) miało być zjawisko splą­tania kwan­to­wego, a eks­pe­ry­ment w skrócie miał prze­biegać tak:
    Roz­dzie­lamy dwie cząstki o łącznym spinie począt­kowym równym zero i uzy­sku­jemy dwie splątane cząstki o prze­ciw­nych spinach, a ich suma musi wynosić dalej zero (układ jest przecież wyizo­lo­wany). Jak­kol­wiek potem spin by się nie zmieniał dla każdej z cząstek – losowo, czy nie – to musi się to dziać syn­chro­nicznie, co wynika bez­po­średnio z sumy spinów =0.

    Einstein spo­dziewał się jednak zmierzyć różne składowe spinu (wbrew zasadzie nie­ozna­czo­ności) obu roz­dzie­lo­nych cząstek. Byłby to argument za wystę­po­wa­niem ukrytych zmien­nych i dowód na to, że stan cząstek jest okre­ślony.

    Moje refleksje związane z tym eks­pe­ry­mentem myślowym są nastę­pu­jące:
    Czy A.Einsetin dobrze zakładał, że wystę­pują tam jakieś zmienne ukryte ?
    Moim zdaniem nie. Rozu­mo­wanie EPR było od samego początku nie­tra­fione i sprzeczne z ich zamiarem – nie mogło więc niczego ani potwier­dzić, ani zaprze­czyć.
    Dlaczego ?

    Oto wyja­śnienia:
    Skoro układ splątany ma spin =0, to roz­dzie­lone cząstki muszą być zsyn­chro­ni­zo­wane prze­ciwnie i nigdy (z zało­żenia) nie da się stwier­dzić (zmierzyć) innych spinów, jak tylko prze­ciwne, czyli zsyn­chro­ni­zo­wane z sobą w każdej chwili. Splątane cząstki w takim układzie tak właśnie muszą się zacho­wywać, bo suma ich spinów musi być zawsze równa 0.
    Widzimy więc, że w układzie nie mogło być żadnych ukrytych zmien­nych, które by wpływały na zacho­wanie się cząstek, a stan układu cząstek splą­ta­nych jest od początku okre­ślony.

    Trójka EPR była jednak pewna, że w naturze muszą istnieć nieznane nam procesy, których MK po prostu nie uwzględnia, zależne od ukrytych przed obser­wa­torem wła­sno­ściach natury, które już w momencie powstania spla­tania kwan­to­wego roz­strzy­gają o przy­szłym ich zacho­waniu.
    I tu się nie mylili – tym procesem jest „syn­chro­ni­zacja”. A ta syn­chro­nicz­ność układu splą­ta­nego jest zde­ter­mi­no­wana już na samym początku splą­tania. Taki układ rze­czy­wi­ście pozo­staje jed­no­ścią i nie zważa na odle­głość. Splą­tanie nie polega więc wcale na nie­skoń­czenie szybkim prze­kazie infor­macji, lecz jest tylko prze­jawem syn­chro­nicz­ności układu.
    Nie ma w tym jednak żadnej natych­mia­stowej komu­ni­kacji między splą­ta­nymi cząst­kami i żadnej magii – to tylko złu­dzenie, jakiego dozna­jemy w chwili pomiaru, wyni­ka­jące z tej „syn­chro­ni­zacji”.

    Czy inter­pre­tacja kopen­haska rze­czy­wi­ście „wykazała”, że nie było tam zmien­nych ukrytych ?
    Czy nie wła­ści­wiej byłoby powie­dzieć, że ich tam nie było (ukrytych zmien­nych), bo ich tam być po prostu nie mogło ?
    Czy cała moc inter­pre­tacji kopen­ha­skiej nie spro­wadza się do tego, że skoro sam Einstein nie potrafił udo­wodnić, że jest błędna, no to z pew­no­ścią wersja ta jest praw­dziwa ?
    Czy A.Einstein nie miał więc racji, że nie ma tu żadnego upior­nego dzia­łania na odle­głość ?
    Czy mecha­nika kwantowa w wersji przed­sta­wianej przez grono kopen­ha­skie kroczy właściwą ścieżką i nie pozo­stawia żadnych wąt­pli­wości ?
    Pytania te pozo­sta­wiam do głę­bo­kiego prze­my­ślenia.

    Pozdra­wiam gorąco
    anonim / trzeź­wy­Józek

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • Adam

      Problem polega na tym, że gdy śro­do­wisko wpłynie na zacho­wanie jednej z cząstek w sposób inny niż tylko pomiarem to druga cząstka nadal zacho­wuje się asyn­chro­nicznie. Nie może to więc wynikać z faktu ich uprzed­niej syn­chro­ni­zacji. Pro­blemem jest to, że roz­pa­tru­jemy tę kwestię tylko w wymia­rach czasu i prze­strzeni kom­pletnie igno­rując prze­słanki o 7 pozo­sta­łych, których przecież naukowcy szukają na poziomie kwan­towym (tam podej­rze­wane jest ich ist­nienie, zgodnie z hipo­te­zami zawar­tymi w teorii strun).

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

      • trzeź­wy­Józek

        A czym jest pomiar ? 

        Czy pomiar nie jest spe­cy­ficznym
        oddzia­ły­wa­niem śro­do­wiska ?, i to takim, które pozwala określić jakąś wielkość?

        I dlaczego miałoby się dziać tak TYLKO na skutek pomiaru ? 

        A jeśli nie mierzymy, a śro­do­wisko oddzia­łuje to skąd
        widomo, że cząstki są wtedy asyn­chro­niczne ?

        – przecież tego nie mierzymy, to skąd wiemy ?.

        A możesz podać jakieś przy­kłady zjawisk lub doświad­czeń,
        które wska­zy­wa­łyby na takie asyn­chro­niczne zacho­wanie drugiej z cząstek
        splą­ta­nych, gdy oddzia­ły­wanie śro­do­wiska nie jest pomiarem ?

        pozdra­wiam – trzeź­wy­Józek

        Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • Goś

      dwóch splą­ta­nych cząstek nie uzyskuje się z roz­dzie­lenia dwóch cząstek, tylko z prze­pusz­czenia jednej cząstki przez odpo­wiedni kryształ, który generuje dwie czątki

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • gza

    Może tylko jak dla mnie, ale te skar­petki to słaby przykład, doty­czący tylko „final­nego obser­wa­tora”. Przecież Ber­tl­mann zade­cy­dował o doborze i można powie­dzieć, że on z kolei znał „wynik” z góry 🙂
    》Ja także nie jestem wielkim znawcą tematu, a jedynie cie­kawski czy­tel­ni­kiem. :D《

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • Pingback: Architekt nowej fizyki cz.3: tułaczka Einsteina | Kwantowo.pl - astronomia, fizyka, nauka!()

  • Filip Zawadzki

    Jeśli infor­macja o stanie jednej cząstki kwan­towej zmienia/utrwala/obliguje stan jaki zoba­czymy u drugiej cząstki, a ta infor­macja podró­żuje szybciej od światła to czy czasem nie „zaob­ser­wo­wa­liśmy” ist­nienia piątego wymiaru?

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • Pingback: 7 przełamanych paradygmatów | Kwantowo.pl - astronomia, fizyka, nauka!()

  • Dae

    Dostępne laikom opisy eks­pe­ry­mentów są bardzo ogól­ni­kowe. W związku z tym inte­re­suje mnie kilka rzeczy. 

    1. Jeśli zaob­ser­wu­jemy spin jednego ze splą­ta­nych fotonów, to obser­wację kolej­nego doko­ny­wano w tym, samym momencie czy z dowolnym opóź­nie­niem?

    2 Jeśli da się wpłynąć w sposób kon­tro­lo­wany na spin jednego ze splą­ta­nych fotonów, to powinno być rów­no­znaczne z doko­na­niem pomiaru, z tą różnicą, że zawsze otrzy­mamy, ten sam spin. Drugi w tym przy­padku powinien mieć zawsze spin prze­ciwny.

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • Pingback: Fale, cząstki i zabawy z dwoma dziurkami |()

  • Pingback: 7 najsławniejszych publikacji w dziejach nauki cz.2 |()

  • Pingback: Głupota na niedzielę: kwantowe dyrdymały Wirtualnej Polski |()