Úvodní stránka | Tato stránka v originále

EPR paradox

EPR paradox je experiment myšlenky který ukáže, že kvantová mechanika vede velmi zvrátit-intuitivní a paradoxní důsledky. To je pojmenované po Einstein, Podolsky, a Rosen, kdo vydával nápad v 1935. To je také odkazoval se na jako EPRB paradox po Bohmovi, kdo zlepšil formulaci experimentu myšlenky.

EPR paradox přitáhne pozornost k jevu předpovídanému kvantovou mechanikou známou jako kvantové zapletení, ve kterém měření na prostorově oddělených kvantových systémech mohou okamžitě ovlivňovat jednoho jiný. Jako výsledek, kvantová mechanika poruší pravidlo formuloval Einstein, známý jako princip místa nebo místní realismus, který říká, že změny vykonávané na jednom fyzickém systému by měly mít žádný bezprostřední účinek na jiném prostorově oddělený systém.

Princip místa je přesvědčivý, protože to zdá se na první pohled být přirozený následek teorie relativnosti speciality. Shodovat se k relativnosti, informace mohou nikdy být předány rychleji než rychlost světla nebo příčinnost by byla porušená. Nějaká teorie, která poruší příčinnost by byla hluboce neuspokojující, a pravděpodobně vnitrostátně rozporuplný. Nicméně, detailní analýza EPR scénáře ukáže, že kvantová mechanika poruší místo bez porušovat příčinnost, protože žádné informace mohou být předány používat kvantové zapletení.

Přesto, princip místa apeluje mocně k fyzické intuici, a Einstein, Podolsky a Rosen byl neochotný opustit to. Oni navrhli, že kvantová mechanika není kompletní teorie, jen (admittedly úspěšný) statistické přiblížení k některým přesto-neobjevený popis přírody. Několik takových popisů kvantové mechaniky, známý jak “místní skryté proměnné teorie byly navrhovány. Tyto deterministically přiřadí konečné hodnoty ke všem fyzickým kvantitám vždy, a výslovně chránit princip místa.

Několik námitek k pak aktuálnímu výkladu kvantové mechaniky spearheaded Einstein, EPR paradox byl nejdůvtipnější a nejúspěšnější. EPR paradox nebyl rozhodnutý nebo nevysvětloval to, jistým způsobem který souhlasí s klasickou intuicí, k tomuto dni. To přineslo novou jasnost a trvalý posun v myšlení o ' co je realita ' a co je ' stav fyzického systému '. Nejprve, nechal nás stručně zhodnotit historii:

Dříve 1936, všeobecně přijímaný pohled bylo to částečka, takový jako elektron, má pozice a hybnost ale ' my jen nemůžeme vědět to oba ' současně. Tento pohled je přítomný v typickém učebnicovém vysvětlení Heisenberg principu neurčitosti. V takový vysvětlení, ' více přesně my změříme pozici ', ' více my rušíme částečku ' a jeho hybnost stane se tím hodně méně jistý. Numerická míra nejistoty uspokojí Heisenberg princip, ale tento (místní realistický) výklad je už ne přijímán v odborných kruhách (to ještě žije v oblíbených knihách).

Posun byl způsoben EPR myšlenkovým experimentem, který se ukázal jak měřit vlastnost částečky, takový jako pozice, bez rušit to. V dnešní terminologii, my bychom říkali, že oni dělali rozhodnutí tím, že změří stát rezervovaný ale zapletená částečka. Shodovat se ke kvantové mechanice, stav naší částečky bude okamžitě se měnit, ačkoli my jsme nerušili to v nějaké místní cestě. To je nazýváno paradoxem od té doby, co to se střetává s naší klasickou intuicí a mdash; specificky, s principem místa, který je také jeden z základních principů teorie relativity.

Samé pojetí ' zapletení ', který byl ověřený experimentálně a je dnes bytí zvažované pro praktická užití, také se střetává s naší intuicí stejný cesta. My jsme mohli argumentovat, že EPR tapetuje ' zjistil ' zapletení. Pojetí, také volal ' chování nonlocal ' a ' kvantová podivnost je má žádnou klasickou analogii. To je fakt ten QM zachází se dvěma částečkami, který ovlivňoval se v minulosti (a tak stal se zapletený) a pak oddělil spatialy (mínit ' letěl oddělený ') jako jeden objekt. Když jedna taková částečka jeden je měněn, jiná vůle změna také. Okamžitě. To chování, který Einstein volal ' strašidelné působení na dálku ' Einstein zvažoval nepřijatelný. Předtím to bylo přijímáno jak skutečný a nevyhnutelný většina fyziků jedna úniková cesta musela být zavřen, jmenovitě možná existence ' skryté parametry .

To bylo zvonek, který zavřel tu únikovou cestu. nastavení EPR experimentu a Bellův teorém jsou popisováni v oddělených stranách. Tady my pokračujeme historicky a nejprve popisujeme dva Bohmovy příspěvky a pak vysvětlit pojmový význam skrytého parametru používat podobenství o barvě.

Bohm substituted měření os rotace pro měření hybnosti a pozice. Klasická analogie rotace fotonu je polarizace světla, který je docela známý. Nicméně, matematický popis této vlastnosti v QM je komplexní, zatímco vy budete vidět dolů. Experiment měřící rotace je, nicméně, snadnější než originální EPR nastavení.

My teď popisujeme pojetí EPR používat slova ' červený ' a ' zelený ' pro ' se točit nahoru ' a ' se točit dole ':

Si představovat, že jedna bílá částečka rozdělí se do dva, jedna zelená a jedna červená. (tady barva (rotace) je udržována a červený + zelený = bílý).

Jeden letí vlevo, jeden pravý, a my neznáme kterého je který.

Když Alice, nalevo, si všimne (míry) to ona je červený, ona chtít okamžitě a jistě znát měření toho souhlasu napravo, daleko daleký pryč, bude být zelený.

“Tak!”, vy můžete říkat: “není tam žádný paradox tady!”. Jeden který šel vlevo byl vždy červený, jeden který šel správně byl vždy zelený. Alice jen nevěděla, že který byl případ, než ona dělala její měření. Není tam žádná potřeba některého ' okamžitá synchronizace v vzdálenosti ', žádná potřeba strašidelné akce.”

To je opravdu rozumné a intuitivní vysvětlení experimentálního výsledku a my voláme to ' skrytý parametr ' hypotéza.

Proč skrytý? Protože když vy se díváte na matematickou kvantitu, který shodovat se k QM popíše ' stát ' té částečky, to nemá tu barvu tam. To má možnost červené a možnosti zelené. Tyto možnosti nebo ' potentia ' pro jednu součást rotace (úhel polariser) být doplňkový k takovému potentia pro další součást (další úhel polariser). Protože oni jsou doplňkoví, úplně jako postion a hybnost, oni nemohou být oba jsou určováni současně. QM říká, že oni dělají ne oba existují. Potentia je přeměněn na čistý stát, červenou nebo zelenou, když my změříme to. Okamžitě, jiná, entagled částečka, má její potentia skočit k zelené nebo červené. To se vyhne té podivnosti, skrytá parametrová teorie říká, to bylo tam, to bylo červené pro x-komponenta a červený pro y-komponenta, (porušení Heisenberg pravidla) a my jen jsme byli neschopní vidět to. To bylo skryto.

Naše intuice inklinovat věřit oni musí být tam, protože jinak my bychom museli vstupovat ' strašidelné působení na dálku ' který Einstein disliked. Bohm disliked to příliš a tak on vytvořil docela zajímavou skrytou parametrovou teorii který přece souhlasil s experimentem. Bell disliked ' působení na dálku ' aka non-místo také. (vlastně, já nevím o někom kdo likes to). Nicméně, tam byl časný matematický důkaz Von Neumann to říkalo, že co Bohm doufal, že on měl, místní realistická teorie, který by dával stejné výsledky, zatímco QM je nemožný.

Bell vyšetřila a objevila dvě věci:

  1. že von Neumannův důkaz byl špatný.
  2. ta teorie Bohma byla nelokální.

Nakonec, on napravil Von Neumannův omyl a zevšeobecnil von Neumann má důkaz k celé třídě teorií.

A tak, v 1964, Zvonek Johna Stewarta dělal přehlídce tu celou třídu teorií, známý jako skryté proměnné teorie je jeden nelokální nebo muset satisify Bell nerovnost. Kvantová mechanika předpovídá, že nerovnost satisified. To se ujistí, další experimenty byly předstíral, že potvrdí, že to předpovídalo působení na dálku je opravdu okamžik (nebo přinejmenším rychlejší pak lehký).

Dnes většina fyziků souhlasí, že místní skryté proměnné teorie jsou neudržitelné a že princip místa nedrží. Proto, EPR paradox by jen byl paradox, protože naše fyzická intuice neodpovídá fyzické realitě.

Nicméně, kniha není uzavřená zatím na toto téma. QM experimenty jsou odlišné od experimentů na macroscopic váze, který je přímo přístupný našim smyslům. V QM my dostaneme počet kliků n Geiger _ pult nebo body na fotografické talíře a ty výsledky musí být interpretován nějakou abstraktní úvahou. Tam jsou předpoklady explicitely vyrobený nebo skrytý a efekty (takový jak quantum _ efektivita, která může být jen artefakty todays měřících přístrojů nebo základní limity ne úplně odpovídal za dnešní teorií. Z tomto důvodu téma zůstane aktivní a někteří lidé ještě hledají [způsoby, jak uniknout logice Bellova theoren].

Viz též

Odkazy