Präzedenz und Quantenverschränkung: Das Alain Aspect-Experiment in der Raumzeit

Erinnern Sie sich daran, dass die Spinkomponenten eines spinverschränkten Paares nicht existieren, bis eines der Paare einer Quantenbeobachtung unterzogen wird, zu welcher Zeit beide Paare sofort Quantenzufalls-gegensätzliche Quantenspinkomponenten erhalten.

Alice und Bob teilen feierlich ein Paar spinverschränkter Elektronen. Alice und Bob nehmen jeweils ihr jeweiliges verschränktes Elektron mit auf eine Reise in ihren jeweiligen Raumschiffen. Jeder steuert sein Fahrzeug zu einem separaten zuvor vereinbarten Ort und einer zuvor festgelegten Geschwindigkeit (Trägheitsreferenzrahmen). Diese Trägheitsreferenzrahmen wurden so ausgewählt, dass, lokal in Alices Trägheitsreferenzrahmen beobachtet, ihre Zeit tau der Zeit tau in Bobs Trägheitsreferenzrahmen vorausgeht. Und lokal in Bobs Trägheitsbezugssystem beobachtet, geht seine Zeit tau der Zeit tau in Alices Trägheitsbezugssystem voraus.

Zu ihrer Ortszeit Tau beobachtet Alice die Komponente des Spins ihres Elektrons parallel zur galaktischen Rotationsachse. Alice beobachtet ihr Elektron, bevor Bob seins beobachtet, bricht gleichzeitig die Verschränkung ihres Elektrons und beobachtet, dass sein Spin galaktisch nach Norden ausgerichtet ist. Zur Zeit tau in seinem Bezugssystem beobachtet Bob auch als erster sein noch verschränktes Elektron. Bob beobachtet auch die Komponente seines Elektronenspins parallel zur galaktischen Achse. Wie es der Zufall will, beobachtet Bob gleichzeitig mit dem Aufbrechen seiner Verschränkung auch, dass der Spin seines Elektrons nach Norden ausgerichtet ist.

Nachdem sie diese Quantenbeobachtungen gemacht haben, funken sich Alice und Bob gegenseitig ihre Ergebnisse. Viel später, als die Übertragungen am Raumschiff des jeweils anderen ankommen, stellen Bob und Alice beide überrascht fest, dass sie widersprüchliche Ergebnisse erhalten haben.

Wie lässt sich dieser Widerspruch auflösen?

Ich kann mir im Moment nicht vorstellen, wie die Verschränkung den Transport in einem Magnetfeld überleben würde...
Danke schön. Guter Punkt. Korrektur: Bearbeitet, um überflüssigen Satz zu entfernen, der auf eine hypothetische Technologie hindeutet, die zum Transport von Elektronen verwendet wird.
Ich mache in Gedankenexperimenten keine hypothetische Technologie. Sie müssen mir zeigen, dass die Verschränkung Ihre physikalisch realisierbare Transporttechnologie Ihrer Wahl tatsächlich überlebt und wie sie auf die Spins wirkt. Wenn Sie es aufräumen möchten, können Sie alle Scifi-Elemente entfernen und dies in einem Labor normaler Größe tun. Die Frage hängt nicht von der Entfernung ab. Es hängt jedoch davon ab, was Wechselwirkungen, die die Spins bewegen können, mit ihnen machen. Ich bin mir nicht sicher, ob ich diesen Teil vollständig verstehe.
Der Widerspruch in der Physik ist gut beschrieben; das gedanken steht. Kann jemand den Elefanten im Raum ansprechen? Hat jemand eine Lösung für den Widerspruch? Eine Antwort auf die zugrunde liegende Grundfrage? Vielleicht gibt es hier einen Hinweis: arxiv.org/pdf/1007.3977v1.pdf , obwohl ich nicht weiß, wie Verschränkung unabhängig von der Zeit sein kann, wenn sie einen genauen Beginn und ein genaues Ende hat.
Ich habe hier keinen Elefanten stehen, sondern eine Maus: Ich weiß einfach nicht, ob Ihre Annahmen über den Transport massiver Teilchenspins auch nur grenzwertig gültig sind. Sofern mich nicht jemand mit einer QFT-Rechnung davon überzeugt, dass man auf diese Weise ungemessene Spins transportieren kann, ohne die Verschränkung zu zerstören, fühle ich keinen großen Druck.
Was auch immer es wert ist, auf die Wahrscheinlichkeit, dass die Verschränkung unter Boosts und Beschleunigung erhalten bleibt: Das Boosten verschränkter Systeme mit (separaten) Lorentz-Transformationen lässt die Systeme immer verschränkt zurück. Dies liegt einfach daran, dass Lorentz-Transformationen einheitlich auf Systemzustände einwirken und die Verschränkung nicht ändern können. Otoh, das Boosten verschränkter Spins bewahrt möglicherweise nicht nur die Verschränkung zwischen Spins : Die Transformation von Spinzuständen allein unter einem Boost ist nicht einheitlich, siehe arxiv.org/pdf/quant-ph/0203033v2.pdf . Was jedoch erhalten bleibt, ist die gemeinsame Spin-Impuls-Verschränkung.
Was das Verhalten bei Beschleunigung betrifft, so kann der Unruh-Effekt je nach Anfangszustand sowohl abnehmen als auch eine Verschränkung zwischen Trägheits- und Nicht-Trägheitssystemen erzeugen, siehe arxiv.org/pdf/1011.6540v2.pdf , also das Problem der Verschränkung zwischen Systemen in Relativbewegung ist gut gestellt und steht. Tatsächlich wurde es ziemlich intensiv untersucht.

Antworten (3)

Selbst wenn Alice und Bob beide zuerst ihren Spin messen (gemäß ihren jeweiligen Referenzrahmen), werden zwei in den Singulett-Zustand verschränkte Spins immer noch gegensätzliche Ergebnisse liefern. Das sagt die Quantenmechanik voraus.

Herauszufinden, dass die verschränkten Spins übereinstimmende Ergebnisse lieferten, würde eine Vorhersage der Quantenmechanik verfälschen. Die Leute würden sehr überrascht sein, überprüfen, ob das Experiment wiederholbar und korrekt durchgeführt wurde, und dann anfangen, nach einer umfassenderen Theorie zu suchen, die in diesem Fall nicht fehlschlug.

Glockentests wurden mit raumartig getrennten Messungen durchgeführt. Sie bestätigten die Vorhersagen der Quantenmechanik. Es wäre sehr überraschend, wenn das Optimieren der Geschwindigkeiten einen Unterschied machen würde. Sie sollten Ihre Bayes-Punkte wahrscheinlich nicht dafür ausgeben.

Das würde ich auch aus arxiv.org/pdf/1007.3977v1.pdf erraten , aber WEISS jemand die Antwort? Aspekt, Kopenhagen, et al. sagen die 1. zu beobachten, kollabiert die wavefcn. Aber in diesem Fall gibt es keinen 1. Empirisch ist jedoch bekannt, dass der Spin vor dem Kollaps unbestimmt ist. Welcher Beobachter löst den Kollaps aus? Können wir sagen? Wann tritt es aus der Ferne auf?
@godot Selbst bei sofortigen Kollaps-Interpretationen wirkt sich das Ändern der Reihenfolge nicht auf die erwarteten Gesamtergebnisse aus. Die beiden möglichen Kollapse pendeln miteinander.
Ich bin mir nicht sicher, ob es deutsch ist. Empirische Beweise (in Form von komplexen vs. realen Statistiken) sagen uns, dass der resultierende Zustand zu einem bestimmten Zeitpunkt in der Vergangenheit unbekannt war. Zu einem späteren Zeitpunkt nach mindestens einer Beobachtung wird der projizierte Zustand beiden Beobachtern bekannt. Vor der Beobachtung können beliebige Ergebnisse in das Universum der klassischen Physik eingeführt werden – einschließlich Ergebnissen aufgrund einer spontanen Messung auf einer Achse orthogonal zur geplanten Messung (die nicht pendeln würde). Die Ergebnisse müssen erst NACH der übereinstimmen wavefcn ist an BEIDEN Standorten zusammengebrochen. Wann ist das?
Übrigens, Dr. Gidney, "Bayes-Punkte" ist ein hervorragend beschreibender Begriff. Hut ab vor Ihnen, Sir!

Dies ist eines der am meisten missverstandenen Dinge bei Verstrickungen, nämlich dass es keine Rolle spielt, wer zuerst geht. Keine Messung beeinflusst tatsächlich die andere, im Gegensatz zu den intuitiven Implikationen des "Kollaps der Wellenfunktion". Verschränkung ist Korrelation, nicht Kausalität.

Es wurde empirisch gezeigt, dass die Spins vor dem Kollaps unbestimmt sind. Ich kann mir nicht vorstellen, was es bedeutet, dass Verschränkung unabhängig von der Zeit ist, aber der Kollaps einen präzisen gemeinsamen Anfangszeitpunkt hat. Tritt der Kollaps vielleicht in einem inertialen Bezugssystem auf, in dem die beiden Beobachtungen gleichzeitig stattfinden, egal wann+wo sie stattfinden? Ich glaube, es kann gezeigt werden, dass es für jedes Paar von Beobachtungen in der Raumzeit einen Referenzrahmen gibt, in dem die Beobachtungen gleichzeitig stattfinden. Diese Lösung hat eine befriedigende Eleganz. Ist es erlaubt?

Deine Frage hat nichts mit Verstrickung zu tun. Sie können stattdessen auch Folgendes fragen:

Die Physik sagt voraus, dass sich zwei positive Ladungen abstoßen. Angenommen, ich bringe zwei positive Ladungen nahe beieinander und stelle fest, dass sie sich stattdessen gegenseitig anziehen. Wie kann dieser Widerspruch aufgelöst werden?

Oder Sie könnten jedes andere experimentelle Ergebnis postulieren, das der bekannten Physik widerspricht, und um eine "Auflösung" bitten.

Ihre Annahme über die Messungen von Alice und Bob widerspricht sowohl der Theorie als auch den Beweisen ebenso wie die Annahme, dass sich ähnliche Ladungen anziehen.

Wenn Sie sagen, dass Sie unabhängig vom Zusammenbruch der Wellenfunktion die Ausrichtung des Spins jedes Beobachters kennen, wie Sie immer wissen, wie sich Ladungen abstoßen, wäre das die "Purloined Letter" -Version einer versteckten Regel! Alle 3D-Spin-Orientierungen sind vor dem Zusammenbruch möglich. Da die Welle vor keiner der Beobachtungen noch kollabiert ist, besteht eine Wahrscheinlichkeit von 50 %, dass Bob die gleiche NS-Orientierung wie Alice beobachten wird. Vielleicht schafft eine zeitumgekehrte Aktion „nachträglich“ Konsistenz. Welcher Beobachter kollabiert die Wellenform und wann kollabiert sie?
Alles, was ich sagen will, ist, dass wenn Alice und Bob sich entscheiden, den Spin in die gleiche Richtung zu messen, sie entgegengesetzte Spins beobachten werden. Wir wissen das aus der Theorie und wir wissen es aus dem Experiment. Ihre Annahme, dass sie denselben Spin beobachten, gehört also zur selben Kategorie wie die Annahme, dass jemand beobachtet, wie sich Ladungen anziehen. Es ist nicht nötig, dies zu erklären, weil es nicht passieren wird.
Wenn wir die analoge GR-Frage zu Systemen unter Beschleunigung stellen, ist die Situation ganz anders: (aus: en.wikipedia.org/wiki/Unruh_effect ) "Wenn diese Beobachter beschleunigen, gibt es möglicherweise kein gemeinsames Koordinatensystem ... .dies kommt zustande, weil die beiden Vakuen zu einheitlich inäquivalenten Darstellungen der kanonischen Vertauschungsbeziehungen des Quantenfeldes führen.“ Es scheint, dass Ihr gleiches Argument gilt, wenn A und B relativ zueinander beschleunigt werden. Wenn ja, scheint Ihr Argument in diesem Zusammenhang nicht gut zu sein.
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