Beim Studium des EPR-Paradoxons müssen wir uns irgendwann damit abfinden, dass Realität und Lokalität in der aktuellen Theorie der Quantenmechanik nicht beide wahr sein können.
In Physics.SE wurde viel über das EPR-Paradoxon und über Verschränkung gesagt, aber meine Frage ist ganz anders. Für mich sieht die Verletzung der Lokalität nicht nach einer großen Sache aus: Durch die Verschränkung übertragen Sie eigentlich nichts, weder physikalische Größen (Energie, Impuls, ...) noch nur Informationen. Und tatsächlich widerspricht diese Form der Verletzung der Lokalität nicht der Speziellen Relativitätstheorie. Es scheint mir wirklich, dass nichts schneller als Lichtgeschwindigkeit übertragen wird. Wir gewinnen nur Informationen über etwas, das sogar in einer raumähnlichen Entfernung sein könnte, aber was ist daran falsch?
Gibt es eigentlich eine Theorie, die durch diese Art der Verletzung der Lokalität widerlegt wird? Irgendein Experiment? Oder sträuben sich Wissenschaftler, die Lokalität nur aufgrund ihres gesunden Menschenverstandes und einer klassischen Weltanschauung aufzugeben?
Oder sträuben sich Wissenschaftler, die Lokalität nur aufgrund ihres gesunden Menschenverstandes und einer klassischen Weltanschauung aufzugeben?
Genau das ist es.
Das EPR-Paradoxon ist nicht wirklich ein Paradoxon. Es wird durch Verschränkung und (die Kopenhagener Interpretation der) Quantenmechanik erklärt. Es findet keine Übertragung statt, da es nur eine Wellenfunktion gibt, die sich räumlich ausdehnt, um beide Körper einzukapseln, und ihr Kollaps überall gleichzeitig stattfindet. Es ist also per se sogar ein Lokalitätsproblem .
Außerdem ist im üblichen EPR-Gedankenexperiment die Wahrscheinlichkeit, den Spin zu erhöhen oder zu verringern, genau 50-50, also rein zufällig. Sie können dies also nicht einmal zur Übermittlung von Informationen verwenden . Wenn die Wahrscheinlichkeit nicht 50-50 war, dann müssen Sie vor dem Ereignis Informationen über den jeweiligen Zerfallsvorgang gehabt haben ...
Der springende Punkt des "Paradoxons" ist, dass Sie klassischerweise erwarten, dass Dinge, die unendlich weit voneinander entfernt sind, unabhängig voneinander sind. Die ganze Frage lautet: "Wie weit müssen die beiden Körper, die zum Zeitpunkt 0 kurz miteinander interagierten, sein, damit der andere nicht einbezogen werden muss, um den ersten zu beschreiben?". Quantenmechanisch lautet die Antwort nie .
Wir gewinnen nur Informationen über etwas, das sogar in einer raumähnlichen Entfernung sein könnte, aber was ist daran falsch?
Ich denke, Sie unterbieten hier das Paradox ein wenig. Natürlich können Sie sich eine klassische Situation vorstellen, in der Sie Informationen über ein Objekt raumartig von Ihnen getrennt erhalten, auf eine Weise, die niemanden überraschen würde. Wenn Sie zum Beispiel einen Ball aus einer Tasche mit einem roten und einem blauen Ball ziehen, ohne auf die Farbe zu achten, und dann in die Andromeda-Galaxie reisen und nachsehen, kennen Sie sofort auch die Farbe des anderen Balls.
Bell zeigte als einfache mathematische Tatsache, dass dies nicht ausreicht, um die Verschränkung in der Quantenmechanik zu erklären. Eine einfache Möglichkeit, dies zu beschreiben, ist das CHSH-Spiel, bei dem Alice und Bob (während des gesamten Spiels durch Leerzeichen getrennt) unabhängige zufällige Bits gegeben werden und sie müssen Bits ausgeben so dass . Klassischerweise ist es nicht schwer, sich selbst davon zu überzeugen, dass sie am besten raten können und gewinnen der ganzen Zeit. Aber wenn sie ein verschränktes Teilchenpaar teilen, können sie gewinnen der ganzen Zeit. Das ist viel schwerer zu bewältigen als die Situation im vorherigen Absatz.
Letzten Endes ist daran natürlich nichts auszusetzen, und es wurde schlüssig durch Experimente gezeigt, dass das Universum wirklich so funktioniert. Aber es ist definitiv etwas Überraschendes und widerspricht unserer klassischen Intuition.
Es gibt eine Computeranalogie zur Erklärung von QM, der ich glaube, niemand wird widersprechen. Es ist die rechnerische Version der Quantenmechanik, die besagt, dass ein verschränkter Zustand in QM nicht von zwei separaten Computern simuliert werden kann, die jedes Teilchen separat modellieren. Das heißt, wenn Sie zwei verschränkte Teilchen simulieren, die sich voneinander entfernen, können Sie nicht jedem Teilchen einen separaten Computer zuweisen, selbst wenn es getrennt ist. Weitere Einzelheiten finden Sie hier . In diesem Sinne ist QM nicht lokal. Viele Physiker sind aus irgendeinem Grund immer noch nicht davon überzeugt, dass diese Computeranalogie etwas zur Diskussion beiträgt. Für mich ist es ein Beweis dafür, dass Nichtlokalität unvermeidlich ist.
Wir gewinnen nur Informationen über etwas, das sogar in einer raumähnlichen Entfernung sein könnte, aber was ist daran falsch?
Nichts. Es gibt einfach zwei Gesichtspunkte, wie man mit Verstrickungen umgeht. Das Übliche ist, dass die Überlagerung eine vorübergehende, aber reale Sache ist, auch über die Entfernung. Und die Verschränkung ist nach der Produktion abgeschlossen und nur unser Wissen über die Bauteile ist bis zur Messung null. Die Komplikation ergibt sich aus drei Tatsachen, dass die Zustände zerstört werden, aber das richtige Ergebnis für beide Partikel bei weniger als 50 Prozent erzielt wird.
glS