Квантовая механика опровергла Эйнштейна?

[jettero]

Парадокс Эйнштейна — Подольского — Розена
Суть парадокса
Согласно соотношению неопределённостей, мы не можем измерить одновременно координату частицы и её импульс. Причина этого состоит в том, что производя измерение одной величины, мы вносим принципиально неустранимые возмущения в её движение и искажаем значение другой величины. Исходя из этого, можно предложить способ, которым соотношение неопределённостей можно обойти.

Допустим, две одинаковые частицы A и B образовались в результате распада третьей частицы C. В этом случае, по закону сохранения импульса, их суммарный импульс  должен быть равен исходному импульсу третьей частицы , то есть, импульсы двух частиц должны быть связаны. Это даёт нам возможность измерить импульс одной частицы и по закону сохранения импульса  рассчитать импульс второй, не внося в её движение никаких возмущений. Поэтому, измерив координату второй частицы, мы сумеем получить для этой частицы значения двух неизмеримых одновременно величин, что по законам квантовой механики невозможно. Таким образом получается, что соотношение неопределённостей не является абсолютным, а законы квантовой механики являются неполными и должны быть в будущем уточнены.

Критика парадокса
Копенгагенская интерпретация
Оказывается, существует возможность, при которой законы квантовой механики останутся абсолютными. Для этого нужно предположить, что две провзаимодействовавшие частицы остаются каким-то образом связанными между собой. Тогда возмущение, вносимое измерением в состояние первой частицы, мгновенно возмущает и состояние второй, после чего искажается значение второй физической величины как у первой, так и у второй частицы. Связанные таким образом частицы называются в квантовой механике запутанными и описываются единой волновой функцией, на каком бы расстоянии они ни находились. Передаваемое возмущение называется редукцией волновой функции (редукцией фон Неймана).

Казалось бы, такое предположение противоречит теории относительности, запрещающей распространение сигналов быстрее скорости света. В данном же случае возмущение должно распространяться мгновенно, ибо частицы могут находиться на любом расстоянии друг от друга к моменту проведения измерения.

И всё-таки противоречия нет. Мгновенная передача возмущения волновой функции не есть передача сигнала, ибо здесь нет физических объектов, движущихся быстрее света (волновая функция физического смысла не имеет). В частности, по законам квантовой механики, возмущение, вносимое при измерении, случайно, а значит нет способа сверхсветовой передачи информации.

В самом деле, представим себе, что на двух планетах в разных концах Галактики есть две монетки, выпадающие всегда одинаково. Если запротоколировать результаты всех подбрасываний, а потом сравнить их, то они совпадут. Сами же выпадания случайны, на них никак нельзя повлиять. Нельзя, например, договориться, что орёл — это единица, а решка — это ноль, и передавать таким образом двоичный код. Ведь последовательность нулей и единиц будет случайной и на том и на другом «конце провода» и не будет нести никакого смысла.

Получается, что парадоксу есть объяснение, логически совместимое и с теорией относительности, и с квантовой механикой.

Можно подумать, что это объяснение слишком неправдоподобно. Это настолько странно, что Альберт Эйнштейн никогда не поверил в "бога, играющего в кости". Но тщательные экспериментальные проверки неравенств Белла показали, что в нашем мире есть-таки нелокальные случайности.

Важно подчеркнуть одно уже упомянутое следствие этой логики: измерения над запутанными состояниями только тогда не будут нарушать теорию относительности и причинность, если они истинно случайны. Не должно быть никакой связи между обстоятельствами измерения и возмущением, ни малейшей закономерности, потому что в противном случае появилась бы возможность мгновенной передачи информации. Таким образом, квантовая механика и существование запутанных состояний доказывают существование индетерминизма в природе.

[STS]

Тоже мне америку открыли, такой идеи передачи информации "сто лет в обед".
проблема в том что пока частица долетит до приемника она не один раз подвергнется воздействию
ИМХО, несмотря ни на что все еще есть вероятность возможности передавать информацию "мгновенно", т.к. информация бывает разная, в теории передают информацию о состоянии некой системы путем взаимодействий внутри этой системы, а если рассмотреть другой "вид" информации? например есть информация "рыба", когда она хранится на компе то в виде зарядов в ячейках памяти, передается по проводам, то в виде волн,  в мозгу читателя в виде хим реакций, т.е. инфа одна и таже а состояние системы хранения совершенно разные.
Иными словами  при передачи слова "рыба" не требуется точной передачи состояние некой системы.

[STS]

Более того ну допустим мы передали в другую галактику, мгновенно, слово "рыба" и что  изменится? да ничего особенного, просто состояние некой системы, приемника, станет ему соответсвовать, с тем же успехом такое состояние она могла принять случайно. Ходит там какое нибудь существо а ему в "голову" мысли всякие лезут...  

У меня возникает подозрение что чем дальше надо передать мгновенно информацию тем "легче" это сделать так как она будет более похожа на "случайную". хаха таким образом информация становится "случайной" при передаче на бесконечное расстояние.

[Liss]

Заявляют, что передают информацию. Или журналисты попутали...
Надо исходную статью искать.

Внятное объяснение: http://syndicated.livejournal.com/igorivanov_blog/37576.html

[Виктор Левашов]

Внятное объяснение: http://syndicated.livejournal.com/igorivanov_blog/37576.html

что есть некий тип сил, который чувствуют исключительно запутанные состояния частиц. Что это могут быть за силы, совершенно непонятно, никаких экспериментальных свидетельств в их пользу не существует -- но как говорится, мало ли!

Главная задача этих сил -- дать возможность запутанным частицам обмениваться "информацией". В кавычках -- потому что это некая своя "внутренняя" информация, которая доступна только этим частицам. Нам она недоступна, использовать ее для передачи сигналов мы не можем.

В случае с запутанными частицами, надо просто принять, что квантовые частицы "живут" не в привычном нам трехмерным пространстве, а в своем, более сложном конфигурационном пространстве. А мы видим как бы проекцию этого пространства и удивляемся, какое оно необычное.

Так значит в нашем трехмерном мире передавать информацию быстрее скорости света нельзя. Я правильно понял основную идею статьи?  :?

[Feol]

Это один из основных постулатов Эйнштейна  :wink:

[Виктор Левашов]

Это один из основных постулатов Эйнштейна  :wink:

Тогда о чем спор? Статья не опровергает Эйнштейна  :?

[Виктор Левашов]

Немного офф-топ, но всё же имеет отношение к теме о скорости передачи информации и запутанным фотонам:
Чтобы расправиться с орденом тамплиеров, король Франции Филипп IV по прозвищу Красивый разослал по всем французским городам секретный приказ, с указанием вскрыть конверт 13 октября 1307 года в строго указанное время, и не вскрывать конверт раньше под страхом смерти. Когда подчиненные утром указанного деня вскрыли конверты, то увидели там приказ об аресте всех тамплиеров и конфискации всего их имущества.
Так в один день был нанесен сокрушительный удар и фактически 13 октября 1307 года Орден тамплиеров прекратил свое существование.
Можно сказать, что в то утро информация разнеслась по всем городам Франции быстрее света, и тамплиеры не успели ничего предпринять.

[jettero]

Я не понял вот какого момента. Наблюдатель же может повлиять на состояние частицы, например если мы пропускаем электрон через щель, то определив его координату по Y, мы получаем неопределенность импульса по Y после щели – он может пойти в любую сторону, "рисуя" интерференционную картину.

Поскольку связанная частица обязана принять соотвествующее состояние, то так же можно передать информацию! Если мы берем большую последовательность частиц и определяем у них координату, то у парных связанных частиц в последовательности должен быть вероятностный разброс по импульсу и наблюдатель в другой галактике поймет, как мы тут наблюдали, если наблюдаем ипульс, то у него будет разброс по координате, то есть так можно кодировать 0 и 1.

Где тут грабли?

[Chilik]

Насколько помню, Эйнштейн положение о "максимальности" скорости света постулировал, а не доказал. Иными словами, это всего лишь допущение.

Я, признаться, все учебники на эту тему уже подзабыл. Но там есть одно железобетонное препятствие: не может существовать неподвижная ("замороженная") электромагнитная волна. Уравнения Максвелла не дают. И если мы позволим наблюдателю двигаться со скоростью света, то он сможет такую стоячую волну увидеть. Значит, наблюдатель не может двигаться со скоростью света. Как-то так.

[Вадим Семенов]

Если мы берем большую последовательность частиц и определяем у них координату, то у парных связанных частиц в последовательности должен быть вероятностный разброс по импульсу

Нет, этого не будет. В этом и грабли. Связанное состояние было до измерения. После измерения состояние уже не связанное. Что будет после измерения для удаленной частицы уже пофигу. В том числе и разброс вероятности.

Проще представить это следующим образом. Допустим, у нас есть процесс, который порождает 2 электрона. Допустим также, что спины электронов порождаемых в этом процессе должны быть направлены противоположным образом (например, исходя из закона сохранения момента импульса). Далее, один электрон мы везем на Альфу Центавра, а другой оставляем на Земле. Допустим, мы обеспечили хранение электронов таким образом, что в процессе хранения их спин не меняется. Тогда если мы измерим направление спина у земного электрона, и получим например, "вверх", то можно быть уверенным, что измерение спина у другого электрона на Альфе Центавра через сколь угодно малый промежуток времени даст результат "вниз". И наоборот. Если при таких условиях вы придумаете как передавать информацию, значит возможна сверхсветовая передача информации. Имейте ввиду, что если вы принудительно поменяете спин одного из электронов, то состояние другого от этого никак не изменится, просто их состояние перестанет быть связанным.

Потому, что вы считаете, что связанности фотонов в природе не существует. Но это ваше личное дело.

Существует, но не то, что вы под этим понимаете.

[jettero]

Если мы берем большую последовательность частиц и определяем у них координату, то у парных связанных частиц в последовательности должен быть вероятностный разброс по импульсу

Нет, этого не будет. В этом и грабли. Связанное состояние было до измерения. После измерения состояние уже не связанное. Что будет после измерения для удаленной частицы уже пофигу. В том числе и разброс вероятности.

Связанное состояние будет до первого измерения и во время него, правильно? В этом-то и суть связанности, что измеренные импульсы провзаимодействующих частиц должны быть взаимосвязанны, иначе это нарушение ЗСИ, так?

Берем 10 частиц, у которых есть свзанные пары в другой галактике и меряем у них координаты, получаем случайные значения импульсов, и у их пар соотвественно должен быть случайный разброс импульсов, поскольку у связанных пар сумма импульсов должна быть константой, так? А если мы меряем импульс, то тогда разброс будет по координате, что можно будет наблюдать у связанных пар.

[jettero]

Проще представить это следующим образом. Допустим, у нас есть процесс, который порождает 2 электрона. Допустим также, что спины электронов порождаемых в этом процессе должны быть направлены противоположным образом (например, исходя из закона сохранения момента импульса). Далее, один электрон мы везем на Альфу Центавра, а другой оставляем на Земле. Допустим, мы обеспечили хранение электронов таким образом, что в процессе хранения их спин не меняется. Тогда если мы измерим направление спина у земного электрона, и получим например, "вверх", то можно быть уверенным, что измерение спина у другого электрона на Альфе Центавра через сколь угодно малый промежуток времени даст результат "вниз". И наоборот. Если при таких условиях вы придумаете как передавать информацию, значит возможна сверхсветовая передача информации.

со спином представить проще, но спин нам ничего не даст, поскольку тут нужны два параметра, таких как импульс и координата

тогда оценивая статистический разброс измерений мы можем понять какой из двух параметров меряют на другой стороне, я конечно не верю, что все так просто, но вы не показали где тут грабли  

[Dude]

Это все уже обсуждалось в теме поднятой Кенгуру. Через запутанные частицы быстрей света можно передавать только квантовую информацию  - кубиты, а биты быстрее света передавать нельзя.

[jettero]

Это все уже обсуждалось в теме поднятой Кенгуру. Через запутанные частицы быстрей света можно передавать только квантовую информацию  - кубиты, а биты быстрее света передавать нельзя.

Я почитал, не увидел там обсуждения моей идеи. При одиночном измерении все понятно, что происходит, я предлагаю серию измерений одного из параметров частицы - импульса или координаты, которые связаны через принцип неопределённости Гейзенберга. То есть, выбором какой параметр мерять, мы можем повлиять на статистическое распределение результатов измерений второго параметра, в свою очередь это статистическое рапределение обязано передаться связанным частицам.

Так вот, если я беру пришедшую частицу и меряю координату, а потом импульс и вижу, что координаты прыгают по вероятностному диапазону, а импульс нет, я тогда понимаю, что у парных частиц уже померяли импульс. Если наоборот, то на той стороне померяли координату, а у меня пошел разброс по импульсу.

В случае одного параметра, как спин, энергия или поляризация, тут все понятно, что информации не передать, мой пример сложнее.

[Вадим Семенов]

Связанное состояние будет до первого измерения и во время него, правильно?

Понятие "во время измерения" вообще бессмысленно в КМ. Есть состояние до измерения (которое, собственно, измеряется) и состояние после измерения (измененное, полученное в результате взаимодействия частицы с прибором). Первое связанное, второе уже нет.

Берем 10 частиц, у которых есть свзанные пары в другой галактике и меряем у них координаты, получаем случайные значения импульсов, и у их пар соотвественно должен быть случайный разброс импульсов, поскольку у связанных пар сумма импульсов должна быть константой, так?

У связанных -- да. Но в вашем примере они уже не связанные. В процессе измерения частицы взаимодействуют с прибором (из за чего, собственно, и возникает разброс импульсов). Таким образом, система незамкнутая и говорить о сохранении импульса не приходится.

[jettero]

Связанное состояние будет до первого измерения и во время него, правильно?

Понятие "во время измерения" вообще бессмысленно. Есть состояние до измерения (которое, собственно, измеряется) и состояние после измерения (измененное, полученное в результате взаимодействия частицы с прибором). Первое связанное, второе уже нет.

согласен

Берем 10 частиц, у которых есть свзанные пары в другой галактике и меряем у них координаты, получаем случайные значения импульсов, и у их пар соотвественно должен быть случайный разброс импульсов, поскольку у связанных пар сумма импульсов должна быть константой, так?

У связанных -- да. Но в вашем примере они уже не связанные. В процессе измерения частицы взаимодействуют с прибором (из за чего, собственно, и возникает разброс импульсов). Таким образом, система незамкнутая и говорить о сохранении импульса не приходится.

Согласен с тем, что в процессе любого измерения происходит взаимодествие с наблюдателем. Не согласен с тем, что прибор, которым проводится измерение, обязательно должен что-то вносить. Наблюдатель только схлопывает волновую функцию, он не должен как-то добавлять что-то в состояние частицы. Суть связанности в том, что эти измерения на разных концах линии связаны. Если тут мы намерили спин -1, то на другом конце будет спин 1.

Разброс при измерении импульса возникает из-за принципа неопределенности, прибор тут не при чем, мы можем взять гипотетический идеальный прибор, которые не вносит искажений и разброс все равно будет, это базовое понятие квантовой механики.

[Виктор Левашов]

Пардон за глупый вопрос, но почему скорость света равна именно 299 792 458 м/с?  :?

[jettero]

В процессе измерения частицы взаимодействуют с прибором ... Таким образом, система незамкнутая и говорить о сохранении импульса не приходится.

Допустим, две одинаковые частицы A и B образовались в результате распада третьей неподвижной частицы C. Тогда по вашей логике, раз мы меряем прибором который с ними взаимодействует, то если мы измерим их импульсы, то мы не получим соблюдения ЗСИ? То есть мы не получим ноль в результате сложения измеренных импульсов? Практика говорит о другом  :wink:

[jettero]

Пардон за глупый вопрос, но почему скорость света равна именно 299 792 458 м/с?  :?

она могла бы быть 123 мюрла в серпунду    , почему?
просто так выбрали базовые единицы