Widerspricht Verschränkung nicht sofort der speziellen Relativitätstheorie? [Duplikat]

Um diese Art von Frage richtig zu beantworten, ist es wichtig, die grundlegenden Fragen zu klären, warum SR Überlichtgeschwindigkeiten verbietet und welche Art von Überlichtgeschwindigkeiten es verbietet. Es gibt mehrere unabhängige Argumente dieser Art, die uns verschiedene Dinge sagen.

1. Eine superluminale Informationsübertragung würde die Kausalität verletzen, da sie eine kausale Beziehung zwischen Ereignissen ermöglichen würde, die raumartig zueinander stehen, und die zeitliche Reihenfolge solcher Ereignisse je nach Beobachter unterschiedlich ist. Da wir niemals eine Kausalitätsverletzung beobachten, vermuten wir, dass eine superluminale Informationsübertragung unmöglich ist. Dies führt uns dazu, die Metrik in der Relativitätstheorie als grundsätzlich eine Aussage über mögliche Ursache-Wirkungs-Beziehungen zwischen Ereignissen zu interpretieren.

2. Wir beobachten die durch definierte invariante Masse$m^2=E^2-p^2$eine feste Eigenschaft aller Objekte sein. Daher vermuten wir, dass es für ein Objekt nicht möglich ist, sich vom Haben zu ändern$|E|>|p|$zu haben$|E|<|p|$.

3. Das Komponieren einer Reihe von Lorentz-Boosts erzeugt eine Geschwindigkeit, die sich nähert$c$nur als Grenze. Daher kann kein kontinuierlicher Beschleunigungsprozess einen Beobachter davon abbringen$v<c$zu$v>c$. Da es möglich ist, einen Beobachter aus materiellen Objekten zu bauen, scheint es unmöglich, ein materielles Objekt vorbeizubringen$c$durch einen kontinuierlichen Beschleunigungsprozess.

4. Wenn wir ein materielles Objekt sogar durch einen diskontinuierlichen Prozess über die Lichtgeschwindigkeit hinaus beschleunigen könnten, dann könnten wir dies für einen Beobachter tun. Es gibt jedoch ein No-Go-Theorem, Gorini 1971, das beweist, dass dies in 3+1-Dimensionen unmöglich ist.

Verschränkung verstößt gegen keines dieser Argumente. Es verstößt nicht gegen #1, da es keine Informationen überträgt. Es verstößt nicht gegen Nr. 2, Nr. 3 oder Nr. 4, da es nicht darum geht, ein Objekt über die Lichtgeschwindigkeit hinaus zu beschleunigen.

V. Gorini, "Linear Kinematic Groups", Commun Math Phys 21 (1971) 150, frei zugänglich unter Link

Hier ist ein Beispiel, das mir gefällt, warum man durch Verschränkung die Relativitätstheorie nicht verletzen kann. Angenommen, Sie haben zwei Raumschiffe, die sich entlang einer Linie mit konstanter Geschwindigkeit in entgegengesetzte Richtungen bewegen. Bei$t = 0$, sie synchronisieren Uhren und verschränken zwei Teilchen. Sie entscheiden auch zu einem bestimmten Zeitpunkt$T$, um die Spins der Teilchen zu messen (eigentlich misst Schiff 1 zur Zeit$T$, und Schiff 2 misst bei$T + \epsilon$). Sie werden diese Messungen so interpretieren, dass Schiff 1 einen bestimmten Wert für den Spin ihres Teilchens (und damit seines verschränkten Partners) auswählt und Schiff 2 diesen Wert misst, indem es seinen eigenen gemessenen Spin mit dem anfänglichen verschränkten Zustand vergleicht. Wenn dies funktionierte, scheint es, dass die Spin-Informationen von Schiff 1 zu Schiff 2 schneller als Licht übertragen wurden, für ausreichend klein$\epsilon$.

Ich mag dieses Beispiel, weil Sie es (hypothetisch) im wirklichen Leben ausprobieren könnten, also muss es einen konkreten Grund geben, warum es nicht funktionieren würde. Tatsächlich macht die Relativität der Gleichzeitigkeit die Interpretation der Messungen als Informationsübertragung hinfällig. Schiff 2 wird seine Messung zur Zeit durchführen$T + \epsilon$, aber es kann das Ergebnis nicht als von Schiff 1 gesendete Informationen interpretieren, da (wie Schiff 2 anhand seiner eigenen Uhr plus einer einfachen Berechnung erkennen kann) Schiff 1 noch keine Messung im Referenzrahmen von Schiff 2 durchgeführt hat. Die gleiche Argumentation gilt umgekehrt; Keines der Schiffe erhält Informationen über die Messung des anderen, es sei denn$\epsilon$groß genug ist, um die Gleichzeitigkeit absolut zu machen.

Während es also zweifellos mehr darüber zu sagen gibt, was im Allgemeinen vor sich geht, versichert mir dieses Beispiel, dass es hier keinen unmittelbaren Widerspruch gibt.

Die transaktionale Interpretation von QM legt nahe, dass Maxwells Gleichungen zeitlich rückwärts arbeiten und die Informationen eines Tests bis zum Punkt der Verschränkung zurücktragen, wo sie das verschränkte Teilchen beeinflussen können. Diese Erklärung umgeht jedes Problem der Verletzung von SR.

Gespenstische Fernwirkung ist schneller als Licht Chinesische Tüftler haben die Uhr für die Informationsübertragung zwischen verschränkten Teilchen gestellt Von Richard Chirgwin Veröffentlicht in Wissenschaft, 8. April 2013 05:09 GMT

Wie Einstein es ausdrückte, kann sich nichts – selbst Informationen – schneller als mit Lichtgeschwindigkeit bewegen. Die untere Grenze dieser Unmöglichkeit, die minimale Geschwindigkeit, bei der die Verschränkung unmöglich Informationen zwischen zwei Teilchen übertragen kann, scheint jedoch um etwa vier Größenordnungen höher zu liegen$c$, die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum.

http://www.theregister.co.uk/2013/04/08/chinese_entanglement_transfer_experiment/

http://arxiv.org/abs/1303.0614

Die Quantenmechanik in ihrer ursprünglichen Form hat keine Lichtgeschwindigkeitsbeschränkung, sodass Experimente ohne diese Beschränkung interpretiert werden können, sodass FTL dasselbe erlaubt wie in der Newtonschen Physik. Die spezielle Relativitätstheorie (SR), beginnend mit ihrer Annahme von Lichtgeschwindigkeitskonstanz (im Vakuum, frei von Feldern), fragt, was die Konsequenzen dieser Annahme sind, und beantwortet Zeitdilatation und andere Effekte, so dass Uhren mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten usw. Wenn wir uns nicht an diese Annahme halten und die Uhren auf die gleiche Geschwindigkeit eingestellt haben, erhalten wir eine variable Lichtgeschwindigkeit. Es ist nur in der Mathematik: c' ^2 t' ^2 = (c^2-v^2)t^2 , wenn c' = c gesetzt, dann Zeitdilatation, wenn t = t' gesetzt, dann variable Lichtgeschwindigkeit gemäß Quantenmechanik. Auf die Frage, ob Quantenverschränkung SR verletzt, lautet die Antwort, dass viele Menschen SR missverstanden haben. Was wir haben, ist, dass das Festlegen der Lichtgeschwindigkeit als konstant nur eine Konvention ist. Wenn wir uns nicht an diese Konvention halten, haben wir FTL gemäß der Quantenmechanik. Einstein selbst hat SR aufgegeben, um GR (allgemeine Relativitätstheorie) zu erschaffen. Und wenn die Leute beim Studium der Relativitätstheorie weiter nach oben gehen, stellen sie fest, dass FTL in einigen Bezugsrahmen erlaubt ist, beispielsweise in der Wheeler-Schule der Relativitätstheorie, in der Wheeler der Nachfolger von Einstein sein soll. Es gibt diejenigen, die Einsteins Relativitätstheorie auf einem niedrigeren Niveau verstehen und anfangen, falsche Behauptungen über SR aufzustellen. Zum Beispiel so etwas wie: „Superluminale Informationsübertragung würde die Kausalität verletzen, da sie eine kausale Beziehung zwischen Ereignissen ermöglichen würde, die raumartig zueinander stehen, und die zeitliche Reihenfolge solcher Ereignisse je nach Beobachter unterschiedlich ist. “ – Nun, was bei einer solchen Behauptung betont werden muss, ist, dass sie im Kontext von SR steht, und das ist, wenn die Konvention der Lichtgeschwindigkeit konstant gesetzt wird, also wäre es in dieser Umgebung natürlich eine Verletzung der Kausalität, aber in der Umgebung davon, wie die Newtonsche Physik die Raumzeit behandelt und welche Quantenmechanik übernimmt, die Art und Weise, wie FTL behandelt wird, gibt es keine Kausalitätsverletzung. Der Punkt, der angesprochen werden muss, ist also, dass es keine Kausalitätsverletzung in der Art und Weise gibt, wie die Quantenmechanik FTL behandelt, und die Rede davon, ob Informationen übertragen werden oder nicht, ist nur ein Ablenkungsmanöver, weil natürlich Informationen übertragen werden – ein Objekt, ob klassisch oder Quanten, wenn sie sich mit einer bestimmten Geschwindigkeit von einer Position zur anderen bewegen, übertragen dadurch Informationen, so wie es die Mathematik in diesen Theorien hat. Es ist, wenn SR sich in der Art und Weise retten will, wie es Dinge behandelt, die es versucht, Ablenkungsmanöver zu werfen. Die Mathematik auf der Grundebene, wenn sie für den Umgang mit SR eingerichtet ist, zeigt deutlich, was passiert. Es gibt das pythagoreische Dreieck mit seiner Hypotenuse als ct mit der Horizontalen als vt, dann für die Vertikale, die ct entspricht, dies gibt uns dann eine Zeitdilatationsgleichung . Hier ist jedoch zu beachten, dass zwischen einem nicht gestrichenen Bezugsrahmen (mit seinem t) und einem gestrichenen Bezugsrahmen (mit seinem t') umgeschaltet wird. Ein solcher Wechsel findet im Aufbau der Quantenmechanik nicht statt, wenn Sie die Dinge beibehalten alle im selben Frame mit Frame-Switching eingestellt sind, ermöglicht die Mathematik dieses Setups, dass FTL auf Newtonsche Weise behandelt wird. (Wenn Sie den Frame-Wechsel zwischen t und t 'durchführten In der Art und Weise, wie SR es möchte, würden Sie es dann mit einer anderen Art von FTL zu tun haben.) In dem nicht gestrichenen Rahmen mit seinem pythagoreischen Geschwindigkeitsdreieck, seiner Hypotenuse als c und der Vertikalen als v gibt es eine Geschwindigkeit in der Vertikalen von sqrt (c ^ 2-v ^2), mit anderen Worten, es wird genauso behandelt wie jeder andere Vektor in der Newtonschen Physik, und daher gelten immer noch Newtons Bewegungsgleichungen. Insgesamt muss also zusammengefasst werden, dass – die Art und Weise, wie die Quantenmechanik Geschwindigkeitsinformationen behandelt (es ist die gleiche Art und Weise wie die Newtonsche Physik), Informationen in Geschwindigkeiten FTL übertragen werden, es nicht die gleiche Art und Weise ist, wie SR Geschwindigkeiten behandelt. SR möchte, dass die Quantenmechanik so angepasst wird, dass sie mit Lichtgeschwindigkeit und Geschwindigkeiten auf die gleiche Weise umgeht, wie sie mit Dingen durch Rahmenwechsel (zwischen nicht grundierten und grundierten Rahmen) usw. umgeht, aber die Quantenmechanik muss nicht so damit umgehen. und das gilt auch für die Art und Weise, wie es FTL behandelt, dh Informationsübertragung. Deshalb bezeichnete Einstein es als „gespenstisch“, weil er wusste, dass es SR entsorgt. Aber für ihn gab er die SR auf und ging trotzdem zur Allgemeinen Relativitätstheorie, mit der Idee, dass Theorien eine Reihe von Anwendbarkeiten haben und die „gespenstische“ Quantenmechanik gerade aus dem Anwendungsbereich von SR herausgetreten war. Er mochte es nicht, also fing er an, Dinge darüber zu sagen, dass Gott nicht würfelt oder dies oder jenes tut.