EPR-paradoksi ja kvanttilomittumisen harha¿
EPR-paradoksi ja kvanttilomittumisen harha¿
Viestejä31
klo 23:13 | 22.10.2010
Olisikohan mahdollista, että laajalti tunnustetuissa Bellin epäyhtälöistä muodostetuista kvanttimekaniikan lokalisaatio - realisaatio -tulkinnoissa olisi kehittämisen varaa?
Onko mahdollista, että suuri joukko teoreettisen fysiikan tieteenharjoittajista on sortunut jonkin sortin mystiikkaan ja harhakuvitelmiin todellisuuden ominaisuuksista, huolimatta siitä. että ilmankin pärjättäisiin?
Alla linkki Joy Christianin paperiin:
Disproof of Bell, GHZ, and Hardy Type Theorems and Illusion of Entanglement
Sivut
Hieman populistisesti muotoillen:
Voidaanko kaukovaikutus viimein unohtaa?
Eihän sitten sotketa kieltämistä falsiointiin?
Kun tuo paperi on niin matemaattinen esitys niin selittäisitkö kielellisesti pääkohdat.
Kenties en ymmärrä ihan tarkasti mitä tarkoitat.
Kuitenkin, olisi kai ymmärrettävää yrittää selittää maailmanjärjestystä joukosta selitysvaihtoehtoja sillä, joka sisältää vähiten outoutta?
Toisin sanoen, jos joku osoittaa, että tässä tapauksessa mikään ei edellytä esim. tätä ihmeellistä kaukovaikutusta, niin eikö hyvällä syyllä voi kysyä, että pitäisikö siitä luopua?
Juuri tulkinnassa onkin vikaa! Koetulokset sensijaan ovat oikeat, samoin teoria. Kvanttikorrelaatio poikkeaa klassisesta korrelaatiosta, mutta asia on tulkittu virheellisesti.
Oikean tulkinnan löydät täältä linkin takaa. Sivulta 44 lähtien.
http://www.netikka.net/mpeltonen/siirre ... teoria.htm
Pekka
Kysymys liittyen fotonikorrelaatiokokeeseen:
Tilanteessa, jossa fotoniparin = [fotoni1, fotoni2] fotonien etäisyys toisistaan on esim. 100 km. Romahtaako parin yhteinen aaltofunktio tehtäessä havainto fotoni1:sta? Jos aaltofunktio romahtaa, onko romahtamisella välitön vaikutus koko fotonipariin?
Onko tämä ennestään tuttu?
http://www.kolumbus.fi/kblinnik/epr/johdanto.htm
Sivun alareunan linkistä pääsee aina seuraavaan kappaleeseen.
Joo kyllähän tuo juttu monien muiden lomassa on tullut vilkaistua.
Voisitko ehkä David niin halutessasi jotenkin yrittää vastata asettamaani kysymykseen?
Vai oliko vastaus tuon linkin muodossa, toisin sanoen välitön vaikutus koko fotonipariin on olemassa?
Siitä on pitkä aika kun tuohon olen perehtynyt, mutta näin itsekin olen asian ymmärtänyt. Eli aaltofunktion romahtaminen tarkoittaa käsittääkseni sitä, että muutos toisessa parissa näkyy välittömästi myös toisessa.
Sitähän se tarkoittaa. Tarkemmin ottaen tuon "spooky action at a distance" -kaukovaikutuksen nopeutta on jopa mitattukin, ja se on vähintään 10 000 kertaa valon nopeus.
http://en.wikipedia.org/wiki/Faster-than-light#EPR_Paradox
http://arxiv.org/abs/0808.3316
Joo, onhan noita kokeita tehty useita jotka kaikki johtavat ko. johtopäätökseen.
Onko siis Joy Christianin paperi täyttä hömppää?
Tuskin nyt ihan täyttä hömppää, mutta varsin rankkoja väitteitä kaveri kyllä esittää. Ei noita Christianin väitteitä ainakaan yleisesti hyväksytty ole. Tuossa Christian vastaa hänelle esitettyyn kritiikkiin:
http://arxiv.org/abs/quant-ph/0703244
Bellin teoreemahan sulkee pois kaikki lokaalit piilomuuttujateoriat. Sen sijaan esim. de Broglie-Bohmin pilottiaaltoteoria on epälokaali piilomuuttujateoria, joka antaa epäyhtälöistä samat ennusteet kuin standardi-QM, vaikka on ontologialtaan aivan erilainen kuin esim. köpistulkinta (dBB:ssa aaltofunktio ei romahda koskaan, sen sijaan kvanttipotentiaali välittyy ilman viivettä, dekoherenssin puolestaan keksi ensimmäisenä nimenomaan Bohm). Itse asiassa Bell oli yksi harvoista kuuluisista fyysikoista, joka kannatti Bohmin tulkintaa julkisesti.
Ja Bellin teoreemahan ei sulje pois lokaalia kvanttiteoriaa, jollainen esim. monimaailmatulkinta on. Se onkin MWI:n ainut hyvä puoli, koska muuten se on ontologisesti varsin "epähoukutteleva" vaihtoehto...
Informaatiota ei toki pysty valoa nopeampaa välittämään (vallitsevien teorioiden nojalla):
http://en.wikipedia.org/wiki/No-communication_theorem[/quote]
Tosi, että Bell (myöhemmin) tuki Bohmin piilomuuttujateoriaa. Bohmin teoria onkin yksi niistä harvoista varteenotettavista teorioista, mikä on edes jonkinmoista kannatusta saanut. Bohmin teoriassa useimmat kuitenkin harrastavat Occamia juuri tämän ylimääräisen (ei-lokaalin) pilottiaallon takia. Aivan samasta syystä Occamia tiheään käytetään myös monimaailmatulkintaa kohtaan (maailmojen ”eriytymisen” takia).
Eli yksinkertaisesti kaikki piilomuuttujateoriat (jollaisena myös monimaailmatulkintaa voidaan pitää) tähtäävät deterministisen maailmankuvan säilyttämiseen. Kysymys on taas tulkinnasta, kvanttifysiikan ennustuksia ja tuloksia ei kukaan juuri kyseenalaista.
Niin, Bohmin tulkinnassa se ns. kvanttipotentiaali (tai vaihtoehtoisesti pilottiaalto, josta kvanttipotentiaali riippuu) on piilomuuttuja. Sen avulla säilytetään determinismi ja partikkeleita voidaan käsitellä kuten klassisestikin, kunhan vain otetaan huomioon kvanttipotentiaalin aiheuttama "voima".
Pilottiaalto noudattaa Schrödingerin yhtälöä, joka voidaan haluttaessa jakaa kahdeksi reaaliseksi PDE:ksi, joista toinen on jatkuvuusyhtälö pilottiaallon amplitudin neliölle ja toinen on (kvantti-)Hamilton-Jacobi-yhtälö pilottiaallon vaiheelle. Partikkelien paikat eivät vaikuta pilottiaallon kehitykseen, vaan se "elelee omaa elämäänsä" aiheuttaen partikkeleihin "kvanttivoiman". Tämä kvanttivoiman käsite on sinänsä ihan mielenkiintoinen ainakin parissa tunnetussa kvantti-ilmiössä.
Esim. elektronien (tai muiden fermionien) degeneraatiopainehan johtuu Paulin kieltosäännöstä, mutta voidaan kysyä, että mikä vuorovaikutus sen aiheuttaa: gravitaatio, SM, heikko, vahva? Yleisen käsityksen mukaan ei mikään noista, vaan yleensä se vain johdetaan kvanttistatistiikasta ja päädytään tulokseen että elektronikaasulla näyttäisi olevan sisäistä painetta (joka mm. estää valkoisten kääpiöiden kasaanluhistumisen), muttei oikeastaan mietitä että mistäs vuorovaikutuksesta se nyt oikein johtuukaan. No, Bohmin tulkinta tarjoaa auttavaa kättä ja toteaa: "Paulin paine johtuu ns. viidennestä voimasta eli kvanttivoimasta".
http://www.tcm.phy.cam.ac.uk/~mdt26/PWT/lectures/towler_pauli.pdf
Eräs toinen "outo" kvanttieffekti on ns. Aharonov-Bohm-effekti, missä SM-kenttä näyttäisi vaikuttavan hiukkaseen vaikka SM-kenttä ko. alueessa on nolla ja siten hiukkaseen vaikuttava Lorentz-voima on nolla. No, perinteisesti ns. "oikea" tapa käsitellä tuo tilanne onkin käyttää kenttien E ja B sijasta sähkömagneettista skalaari- ja vektoripotentiaalia, koska ne ovat "kvanttimielessä" parempia muuttujia. No, tämä on tietysti jossain määrin sekavaa, koska klassisesti E ja B nimenomaan olivat todellisia fysikaalisia suureita eivätkä skalaari- ja vektoripotentiaalit ("gauge fixauksen" ansiosta). Mutta Bohmin tulkinta vetää tässäkin tilanteessa jossain määrin pitemmän korren: "Hiukkasiin vaikuttava Lorentz-voima on nolla, mutta hiukkasiin vaikuttava kvanttivoima ei ole nolla!"
http://www.tcm.phy.cam.ac.uk/~mdt26/PWT/lectures/bohm3.pdf
Sitten tietysti partikkeleiden trajektoreita voidaan laskeskella ja visualisoida esim. kaksoisrakokokeessa, mikä sinänsä on ihan jännää. Vastaavasti vaikkapa tunnelointi-ilmiö "selittyy" sillä, että partikkelin potentiaalienergia ei ole vain V, vaan sillä on ("effektiivinen") potentiaalienergia V+Q, missä Q on kvanttipotentiaali, joten se voi hyvinkin ylittää potentiaalivallin vaikka klassisesti se olisi mahdotonta. Ja tietystikin myös stationaariset tilat ovat aika jänniä, esim. vetyatomin perustilassa oleva elektroni on paikallaan (eikä siis kierrä ydintä keskimäärin nopeudella ~c/137 kuten Bohrin atomimalli ja standardi-QM ennustaa).
Niin tämähän se on se ”ikuinen” problematiikka fysiikassa. Usein vaikeasti selitettävät (ja nimenomaan selitettävät) ongelmat saavat ratkaisunsa ainakin näennäisesti lisäämällä jokin potentiaali (tai hiukkanen). Uskoisin enemmistön tiedemiehistä olevan erittäin varuillaan tällaisista. Sen tähden Bohminkaan teoria ei ole suuremmassa suosiossa (paitsi koulupoikien, joiden ”intuitiivinen” pakko ja muutenkin kvanttifysiikan heikko tietous ajaa determinismin syliin).
No tietysti historia myös todistaa päinvastaista ”varuillaanoloa”. Muistetaan esim. energian säilyminen eräissä hiukkasreaktioissa. Pauli lisäsi neutriinon. Tosin empien ja erittäin vastahakoisesti, eivätkä monetkaan siihen uskoneet. No sitten aikanaan tuo neutriinokin sitten löydettiin. Ja homma pelasi taas.
de Broglie-Bohmin teorian vähäinen suosio johtunee enemmänkin historiallisista syistä, kun johtavat fyysikot eivät aikoinaan siitä innostuneet, vaikkakaan eivät sitä lytänneetkään. Varmaan 95% fyysikoista ei ole koskaan edes kuullut koko teoriasta tai korkeintaan vain ohimennen. Jos historian kulku olisi mennyt hieman toisin (ja mm. Pauli ei olisi esittänyt vuoden 1927 Solvayn konferenssissa kritiikkiä, joka myöhemmin on osoittautunut vääräksi (Bell v. 1987 osoitti että Paulin kritiikki osoittaa vain että dBB on epälokaali teoria) ) niin pilottiaaltoteoria voisi hyvinkin olla suositumpi.
Tosiasia kuitenkin on, että tuo Bohmin teoria on ontologialtaan aivan erilainen kuin vaikka köpis, ja itse asiassa sisältää vähemmän postulaatteja kuin standardi-QM (ei aaltofunktion romahtamista, Bornin sääntö johdettavissa, "ominaisarvorealismista" luovuttu), eli Occamin partaveitsen kaltaiset väitteet perustuvat lähinnä tietämättömyyteen. Lisäksi Bohmin teoria tekee myös standardi-QM:stä eroavia ennusteita, jotka periaatteessa ovat mitattavissa ja teoria on siis falsioitavissa.
Sen sijaan todellista kritiikkiä Bohmin teoriaa kohtaa voidaan esittää siirryttäessä relativistiseen teoriaan. Sitä ei nimittäin voida suoraan muuntaa relativistiseksi useamman kuin yhden partikkelin tapauksessa. Myöhemmin on kuitenkin kehitetty pilottiaaltoteorian relativistisia versioita, mukaanlukien kvanttikenttäteoriaa, alkuperäisen teorian ontologia säilyttäen.
Voisitteko täsmentää miksi informaatio ei siirtyisi kvanttitilan mukana? Ts. toisen kvantin kvantitila mitataan niin että on vain yksi mahdollisuus tulokseksi. Toisen kvantin täytyy lukemisen jälkeen olla tässä pakotetussa tilassa. On siis siirretty yksi bitti tietoa...
Jos EPR-kokeessa on kaksi havaitsijaa, Alice ja Bob, niin se mitä Alice (lokaalisti) tekee ei vaikuta siihen, mitä Bob tilastollisesti havaitsee. Toisin sanoen, Bob ei pysty sanomaan, onko Alice tehnyt aaltofunktiolle jotain "toisessa päässä" vai ei, koska Bobin mittausten todennäköisyydet pysyvät muuttumattomina riippumatta siitä onko Alice tehnyt aaltofunktiolle jotain vai ei.
Perustelut löytyy esim. tuolta:
http://en.wikipedia.org/wiki/No-communication_theorem
Sivut
Kirjaudu tai rekisteröidy kommentoidaksesi
Suosituimmat
Uusimmat
Suosituimmat