Widerlegt dieses Bell-Experiment tatsächlich Local Hidden Variable Theories (LHVT)?

Ich schaue mir einige archivierte Videovorträge über QM in Coursera an, die von Umesh Vazirani von der UC Berkeley gehalten wurden, und ich habe eine Frage zu einem Bell-Experiment (ich denke, etwas Ähnliches ) , das in dem Vortrag beschrieben wird. Ich werde einige der Videos verlinken, in der Hoffnung, dass ich keine Urheberrechte verletze. Wenn Sie denken, dass ich es bin, lassen Sie es mich bitte wissen und ich werde die Links sofort entfernen.

Ich weiß nicht, ob es ein häufig verwendetes ist, aber das Experiment wird so beschrieben: Es gibt zwei weit voneinander entfernte Boxen mit den Eingängen 0 und 1, für die beide Boxen entweder 0 oder 1 ausgeben sollten, damit die Eingänge sind beide 1, dann sollten die Ausgangsbits unterschiedlich sein, ansonsten sollten die Ausgangsbits gleich sein (wie bei gleichen Bits für beide Boxen, spielt es keine Rolle, ob die Bits beide 0 oder 1 sind).

Nun heißt es, wenn es sich um eine verborgene Variable handeln würde, könnte die höchste Erfolgsquote für dieses Experiment 75 % betragen (beide Kästchen geben immer 0 oder so ähnlich aus). Das ist die Behauptung, der ich nicht zustimmen kann, aber ich werde gleich darauf zurückkommen. Das zweite, was gesagt wird, ist, dass die Erfolgsquote höher sein kann, wenn wir QM verwenden (85 % werden erwähnt, was ungefähr gleich ist C Ö S 2 ( π 4 ) ). Die Videoübersicht zu diesem Experiment finden Sie hier .

Es gibt auch ein weiteres Video , das erklärt, wie die Erfolgsquote von 85 % gefunden wird. Meine eigenen Berechnungen zeigen jedoch, dass die maximal erreichbare Erfolgsquote bei ca. 89,5 % liegt. Dies kann durch leichtes Anpassen des erreicht werden θ zur Definition der Messbasis verwendet. Aber das ist nebensächlich.

Jetzt ist meine Frage: Widerlegt ein solches Experiment wirklich alle lokalen Theorien über verborgene Variablen oder ist es einfach Wittgensteins Leiter in Aktion? Ich denke, den Theorien über lokale versteckte Variablen wurde keine faire Chance gegeben. Wäre die Erfolgsrate geringer als die von mir erwähnten 89,5 %, wenn wir die Partikel wie im QM-Modell „verschränken“ und die gleichen Messungen durchführen, aber keine tatsächliche Verschränkung zwischen diesen Partikeln erwarten? Das bedeutet, dass wir diese beiden Teilchen anstelle von Verschränkung als synchronisiert beschreiben, sodass ihre lokalen verborgenen Variablen dazu führen, dass die Messwerte bestimmte Werte ergeben. Auf diese Weise können wir das Wissen, dass sie synchronisiert sind, nutzen, um zwei Boxen zu bauen, die möglicherweise eine so hohe Erfolgsquote wie im QM-Modell haben.

Wenn ich jetzt Bells Theorem von Wikipedia nachlese, wird mir klar, dass die Erfolgsraten in einem tatsächlichen Experiment unterschiedlich sein können, wenn auch nur geringfügig. Soweit ich weiß, kommt dieser Unterschied von einer Art Bell'scher Ungleichung, die durch die tatsächlichen Messungen definiert wird, die auf dem System durchgeführt werden. Ist das mehr oder weniger richtig?

Können Sie genau erklären, was Sie mit "synchronisiert" meinen? Auf den ersten Blick scheint es, als wollten Sie vielleicht zulassen, dass das, was mit einem Partikel passiert, das andere beeinflusst ... dies verstößt gegen die Annahme lokaler verborgener Variablen. Eine lokale verborgene Variable ist eine Größe, die die Ergebnisse von Messungen an einem Partikel bestimmt und nur von den physikalischen Eigenschaften des Partikels und des Messgeräts zum Zeitpunkt und Ort der Messung abhängt.
Was ich mit Synchronisieren meine, ist, dass die lokalen verborgenen Variablen die gleichen (oder entgegengesetzten oder vielleicht sogar eine andere Beziehung) Werte erhalten, wenn diese Partikel zusammengebracht werden. Wenn Sie diese Partikel nun trennen, haben Sie immer noch die Information, dass sie irgendwann zusammen waren, und aufgrund dieser Erkenntnis können Sie erwarten, dass diese Partikel ähnliche (oder wieder entgegengesetzte oder was auch immer) Messergebnisse liefern. Mit dieser Erwartung könnten Sie nach meinem Verständnis zwei Boxen entwerfen, die bessere Erfolgsquoten als 75 % erzielen, aber nicht auf QM angewiesen sind.
Vielleicht ein Kommentar zum -1? Ein Vorschlag zur Verbesserung der Frage? Oder zumindest eine Notiz, welche Teile davon schwach sind. Ich bin ziemlich neu in QM, aber allein mein Mangel an Wissen auf diesem Gebiet sollte keine Ablehnung verdienen. Ich bin hier, um zu lernen, und Sie (wer auch immer Sie sind) helfen definitiv nicht. (Vielleicht helfen Sie der Community, indem Sie schlechte Fragen herausfiltern, aber ich bin offensichtlich zu nah dran, um die Aktion als solche zu sehen.)

Antworten (2)

Die Aussage "Die beobachteten Verletzungen der Bell-Ungleichungen widerlegen lokale Theorien über verborgene Variablen" ist tiefgreifend und kann sicherlich nicht als didaktische Übervereinfachung qualifiziert werden.

Im Wesentlichen sagen uns diese Verletzungen, dass Sie die Quantenphysik nicht auf der Grundlage einer Theorie der verborgenen Variablen aufbauen können, es sei denn, Sie fügen dieser Theorie gerne etwas Magie hinzu, die 1) die Theorie der verborgenen Variablen unphysikalisch macht (Nicht-Lokalität) oder 2 ) macht es mindestens so seltsam wie die Quantenmechanik ( negative Wahrscheinlichkeiten ).

Nicht-lokale Theorien würde ich nicht von der Hand weisen: Die String-Theorie kommt über das holographische Prinzip mit ihrer eigenen Note von Nicht-Lokalität daher und atemporale/zeitsymmetrische Theorien (transaktionale Interpretation) sind aus philosophischer Sicht imo recht elegant ( obwohl ich persönlich die Identifizierung der Wellenfunktion und ihrer Konjugation als Angebots- und Bestätigungswelle nicht wirklich kaufe)
Es gibt nichts, was eine Theorie nicht Einstein-kausal macht (die irreführend als „nicht-lokal“ bezeichnet wird, als ob eine Theorie mit beispielsweise einer maximalen Informationsübertragungsgeschwindigkeit von beispielsweise 1000 c keine lokale Theorie wäre ) unphysikalisch. Ob eine Theorie physikalisch ist oder nicht, hängt davon ab, ob sie überprüfbare Vorhersagen macht. Die ("nichtlokale") de Broglie-Bohm-Interpretation macht sie, genauso wie QT selbst, also zu einer physikalischen Theorie.

Im QM wird der Messprozess sofort durchgeführt. Wenn die beiden Teilchen des Systems räumlich getrennt sind, ändern die beiden Teilchen sofort ihren Zustand (von einer Linearkombination des Spins zu einem bestimmten Zustand). QM sagte, dass der Zustand vor der Messung kein bestimmter Zustand ist, sondern eine lineare Kombination der beiden Spinzustände.

| ϕ ⟩ = 1 2 | ↑ ⟩ + 1 2 | ↓ ⟩

Das ist der wirkliche Zustand, das heißt die Realität dieser Teilchen, wenn sie durch den Raum reisen.

Wenn der Beobachtungsprozess stattfindet, ist der Zustand | ↑ ⟩ oder | ↓ ⟩ . QM sagt nicht, dass der Spinzustand bestimmt wird, wenn die Teilchen durch den Raum reisen.

Die Bellschen Ungleichungen sind ein Theorem, das es erlaubt, den Unterschied zwischen der QM-Evolution des Zustands und der klassischen Evolution, in der der Evolutionszustand bestimmt wird, statistisch zu berechnen | ↑ ⟩ oder | ↓ ⟩ auch wenn wir den wahren Zustand des Teilchens nicht kennen.

Alain Aspect löste 1982 das EPR-Paradoxon definitiv experimentell, indem er sagte, dass QM korrekt ist und klassische versteckte Variablen nicht existieren.

Aus einem Wiki-Artikel : Seine Ergebnisse waren jedoch nicht vollständig schlüssig, da es sogenannte Schlupflöcher gab, die alternative Erklärungen zuließen, die dem lokalen Realismus entsprechen.
Widerlegt dieses Bell-Experiment tatsächlich Local Hidden Variable Theories (LHVT)?
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