EPR-paradoksi - Bellin teoreema

kvanttifysiikka

EPR-paradoksi

"EPR-paradoksi tai Einstein-Podolsky-Rosen-paradoksi on kolmen fyysikon luoma ajatuskoe, jolla on pyritty osoittamaan, että kvanttimekaniikka on epätäydellinen selitys fysikaalisesta todellisuudesta. EPR-paradoksissa osoitetaan, että hiukkasen nopeus ja paikka voidaan mitata tarkasti ilman, että toisen ominaisuuden mittaus vääristyisi.

Heisenbergin epätarkkuusperiaatteen mukaan hiukkasen paikkaa ja liikemäärää ei voida mitata yhtä aikaa äärettömän tarkasti. Albert Einstein, Boris Podolsky ja Nathan Rosen esittivät kuitenkin ajatuskokeen, jossa voitaisiin molemmat ominaisuudet mitata tarkasti.

Kvanttimekaniikan mukaan hiukkasten ominaisuuksien voidaan kuvata yhteisellä aaltofunktiolla. Kuvitellaan koelaitteisto, jossa paikallaan oleva hiukkanen räjähtää kahdeksi samanlaiseksi hiukkaseksi, jotka samanaikaisesti lähtevät liikkeesen liikkeeseen vastakkaisiin suuntiin. Tällöin voidaan mitata toisen hiukkasen nopeus (Hiukkanen 1) ja vastaavasti toisen hiukkasen paikka (Hiukkanen 2). Koska tilanne on symmetrinen, liikemäärän säilymislaista seuraa, että kullakin hetkellä molemmat hiukkaset ovat yhtä etäällä alkuperäisestä paikasta ja niiden nopeudet ovat yhtä suuret, mutta vastakkaissuuntaiset.[1] Mitattaessa Hiukkasen 1 nopeutta ei häiritä Hiukkasen 2 paikkaa, eikä määritettäessä hiukkasen 1 paikkaa häiritä hiukkasen 2 nopeutta. Tämän perusteella voidaan sanoa, että hiukkasen paikka ja nopeus voidaan määrittää tarkasti ilman, että hiukkasta häiritään.

EPR-kokeessa todetaan kaksi metafysikaalista oletusta[2], joihin fysikaalinen todellisuuskäsitys rakentuu:
Reaalisuusehto: Jos ominaisuus voidaan määrittää millään tavalla hiukkasta häiritsemättä, hiukkasella todella on tämä ominaisuus. [3]
Lokaalisuusehto: Toiselle hiukkasista suoritettava mittaus ei vaikuta kaukana siitä olevaan hiukkaseen, ts. pelkkä ensimmäisen hiukkasen havainnointi ei muuta toisen hiukkasen ominaisuuksia.[3]

Ehdot ovat filosofisia ja ovat sopusoinnussa klassisen luonnonkuvan kanssa. Niels Bohr vastasi kuitenkin vielä samana vuonna ja hänen mukaansa kvanttimekaniikka on täydellinen tulkinta".

4

353

    Vastaukset

    Anonyymi (Kirjaudu / Rekisteröidy)
    5000
    • kvanttifysiikka

      Kvanttimekaniikan EPR-paradoksi ja Bellin teoreema

      Einstein-Podolsky-Rosen-paradoksi (EPR-paradoksi) ja Bellin teoreema kieltää kvanttimekaanisten ilmiöiden deterministisyyden.


      Bellin teoreeman yksinkertainen esitys:

      1. Mitatattaessa polarisaatiokiteen läpi menneitä fotoneita tuloksena saadaan "ylös" (Y), mikäli fotoni ilmaistaan ylemmällä ilmaisimelle tai "alas" (A), mikäli fotoni ilmaistaan alemmalla ilmaisimella. Yksittäiset fotonit ovat täysin polarisoitumattomia eli niillä on 50 prosentin todennäköisyys mennä jommallekummalle ilmaisimelle.

      Mikäli polarisaatiokiteet on säädetty samaan suuntaan saadaan täydellinen korrelaatio (100%). Tyypillinen mittaussarja voisi olla esim:

      vasen kide: Y Y A Y A ...

      oikea kide Y Y A Y A ...

      Mikäli oikeanpuoleinen polarisaatiokide käännetään 90 astetta eli suoraan kulmaan vasempaan polarisaattoriin nähden, saadaan täydellinen antikorrelaatio. Esim:

      vasen kide A Y Y A A ...

      oikea kide Y A A Y Y ...

      2. Mitattaessa korrelaatiota siten, että toista polarisaattoria on kierretty tietty määrä, esim. 30 astetta, saadaan korrelaatioksi jotain täydellisen korrelaation ja antikorrelaation välillä. Mittaussarja voi olla esim.

      vasen kide A Y Y A A A Y A ...

      oikea kide A Y A A A Y Y A ...

      Kahdeksasta mittauksesta kahdessa on antikorrelaatio. Antikorrelaatioita on siis 2/8 = 1/4 eli 25%.

      Käännettäessä polarisaatiokiteet päinvastoin, tilanne on sama kuin edellisessä tapauksessa. Saadaan samanlainen korrelaatiosuhde.

      3. Entä sitten tapaus, jossa molempia on käännetty 30 astetta eri suuntiin? Lokaalisuusolettamuksen mukaan mittaustapahtumat ovat täysin toisistaan riippumattomat, vasen ja oikea puoli eivät voi mitenkään vaikuttaa toisiinsa. Jos b- ja c-kohdissa antikorrelaatioita on yksi neljästä (1/4), niin kaksinkertaisella kulmaerolla (60 astetta) antikorrelaatioita tulisi olla enintään kaksi neljästä. Siis antikorrelaatioita on korkeintaan 2/4 = 1/2 eli 50 %. Tämä on Bellin epäyhtälö tässä yksinkertaisessa tapauksessa.

      Kvanttimekaniikan mukaan laskettu ennuste ko. tapaukselle on, että korrelaatioita tapahtuu 3/4 eli 75%.
      Kvanttimekaniikka siis rikkoo lokaalisuusolettamusta.

      • kvanttifysiikka

        "Lokaalisuusolettamuksen mukaan mittaustapahtumat ovat täysin toisistaan riippumattomat, vasen ja oikea puoli eivät voi mitenkään vaikuttaa toisiinsa. Jos b- ja c-kohdissa antikorrelaatioita on yksi neljästä (1/4), niin kaksinkertaisella kulmaerolla (60 astetta) antikorrelaatioita tulisi olla enintään kaksi neljästä. Siis antikorrelaatioita on korkeintaan 2/4 = 1/2 eli 50 %. Tämä on Bellin epäyhtälö tässä yksinkertaisessa tapauksessa.

        Kvanttimekaniikan mukaan laskettu ennuste ko. tapaukselle on, että korrelaatioita tapahtuu 3/4 eli 75%.
        Kvanttimekaniikka siis rikkoo lokaalisuusolettamusta".

        --

        Mittaustapahtumat eivät ole täysin toisistaan riippumattomat, mikäli avaruusajan kvantittuminen, siis diskreetti avaruus vaikuttaa ja näkyy kyseisen mittakaavan ilmiöissä. Diskreetti avaruus vaikuttaa hiukkasten välisiin vapausasteisiin, varsinkin kierroissa toistensa suhteen, koska rotaatiot ovat muiden suureiden tapaan kvantittuneet, eivätkä voi saada mielivaltaisia arvoja toistensa suhteen.
        Vapaassa jatkuvassa avaruudessa, jossa suureet eivät ole kvantittuneet, kulmat eivät vaikuta tuloksiin, mutta kvantittuneessa avaruudessa ne vaikuttavat.
        Lokaalisuusolettamaa ei siis tarvitse rikkoa, vaikka korrelaatiotulokset ovat klassisen tulkinnan vastaisia ja tuntuvat järjenvastaisilta. Sillä avaruusolettama on virheellinen ja antaa siksi vääriä korrelaatio-olettamia.
        Mittaustapahtumat ovat täysin toisistaan riippumattomat, mutta avaruuden rakenne vaikuttaa mitattujen hiukkasten mahdollisiin ja keskinäisiin tiloihin/korrelaatioihin.


      • että näin
        kvanttifysiikka kirjoitti:

        "Lokaalisuusolettamuksen mukaan mittaustapahtumat ovat täysin toisistaan riippumattomat, vasen ja oikea puoli eivät voi mitenkään vaikuttaa toisiinsa. Jos b- ja c-kohdissa antikorrelaatioita on yksi neljästä (1/4), niin kaksinkertaisella kulmaerolla (60 astetta) antikorrelaatioita tulisi olla enintään kaksi neljästä. Siis antikorrelaatioita on korkeintaan 2/4 = 1/2 eli 50 %. Tämä on Bellin epäyhtälö tässä yksinkertaisessa tapauksessa.

        Kvanttimekaniikan mukaan laskettu ennuste ko. tapaukselle on, että korrelaatioita tapahtuu 3/4 eli 75%.
        Kvanttimekaniikka siis rikkoo lokaalisuusolettamusta".

        --

        Mittaustapahtumat eivät ole täysin toisistaan riippumattomat, mikäli avaruusajan kvantittuminen, siis diskreetti avaruus vaikuttaa ja näkyy kyseisen mittakaavan ilmiöissä. Diskreetti avaruus vaikuttaa hiukkasten välisiin vapausasteisiin, varsinkin kierroissa toistensa suhteen, koska rotaatiot ovat muiden suureiden tapaan kvantittuneet, eivätkä voi saada mielivaltaisia arvoja toistensa suhteen.
        Vapaassa jatkuvassa avaruudessa, jossa suureet eivät ole kvantittuneet, kulmat eivät vaikuta tuloksiin, mutta kvantittuneessa avaruudessa ne vaikuttavat.
        Lokaalisuusolettamaa ei siis tarvitse rikkoa, vaikka korrelaatiotulokset ovat klassisen tulkinnan vastaisia ja tuntuvat järjenvastaisilta. Sillä avaruusolettama on virheellinen ja antaa siksi vääriä korrelaatio-olettamia.
        Mittaustapahtumat ovat täysin toisistaan riippumattomat, mutta avaruuden rakenne vaikuttaa mitattujen hiukkasten mahdollisiin ja keskinäisiin tiloihin/korrelaatioihin.

        Kertokaapa yksikin tiedejulkaisu jossa avaruusajan kvantittumista (rotaatiotilojen kvantittumista) olisi tutkittu suhteessa Bellin teoreemaan ja Aspect-kokeisiin tai niiden päätelmiin.
        Kerron teille: niitä ei ole tutkittu. Joten on aivan sama kuin euklidisen geometrian tuloksia käsiteltäisiin kaikenkattavina lopullisina totuuksina ennen epäeuklidisen geometrian kehittämistä. Voidaanko väittää lopullisia totuuksia, kun jo lähtökohta on puolittainen?

        Ettekö todella itse osaa päätellä että rotaatiotilojen ja muiden suureiden kvantittuminen diskreetissä aika-avaruudessa rajoittaa myös hiukkasten välisiä kvanttitiloja ja lisää korrelaatiota huolimatta siitä etteivät ne ole lomittuneet (kaukovaikutuksessa)??? Jos tarvitsette tähänkin jonkun artikkelin tai auktoriteetin, niin teillä ei ole kykyä päätellä itsestäänselvyyksiä.
        Olette silloin täysin toisten antaman tiedon varassa ja vietävissä.


    • -Vesa-

    Ketjusta on poistettu 0 sääntöjenvastaista viestiä.

    Luetuimmat keskustelut

    1. Persujen kannatusromahdus ilahduttaa

      Siin' ei hyvä häviä. Luotto parempaan tulevasuuteen alkaa taas palautua.
      Maailman menoa
      164
      4602
    2. Avopuoliso, mies-/naisystävä vai mikä?

      Kävin eilen irl keskustelun, joka jätti minut pohtimaan seuraavaa ... millä nimityksellä kutsua henkilöä, jonka kanssa o
      Ikävä
      197
      3302
    3. Pitkän päivän ilta

      Tarina elämättömästä miehestä, jonka elämän täytti velvollisuudentunto. Pikkutarkka, huolellinen, hyvällä katsottu, miel
      Ikävä
      156
      2902
    4. Huvittava ilmiö: Vasemmistolaiset uskoo sokeasti SDP:n parantavan heidän

      elämäänsä, jos demarit johtaa seuraavaa hallitusta (Kyse on siis palstan vasemmistolaisista) Totuus on toinen, nimittäi
      Maailman menoa
      113
      2881
    5. Riikka ohoi! Saksa alensi bensaveroa, missä euron bensa?

      Perussuomalaisten yksi vaalilupauksista oli euron bensiini suomalaisille autoilijoille. Ei ole näkynyt. Jopa vasemmis
      Maailman menoa
      39
      2820
    6. Tulipalo rivitalossa, tuhoutuu täysin

      Kainuun pelastuslaitos sai hieman puolenyön jälkeen maanantaina ilmoituksen rivitalon huoneistossa syttyneestä tulipalos
      Puolanka
      45
      2175
    7. Miksi Kuhmolaiset on niin nyrpeä ilmeisiä?

      Miksi suurin osa (ei onneksi kaikki) on niin typääntyneen näkösiä elämäänsä? Tuijotetaan toisia pahansuopaisesti ja kat
      Kuhmo
      13
      2097
    8. Totuus sattui demareihin, vaativat asiallisen jutun poistoon

      ja oli vielä suosittu, mutta kun demarit tarpeeksi valittivat, niin poistettiin. Raukkamaista toimintaa. Eli siis juttu
      Maailman menoa
      55
      2015
    9. En selvinnyt ilman naarmuja

      Vaikka ehkä kuvittelin sen olevan ilmoitusluonteinen asia, jonka jälkeen kaikki palaa entiselleen ja ilma puhdistuu. Naa
      Ikävä
      13
      1915
    10. Kyllä, maata ei halua puolustaa nimenomaan punavihreän puolen edustajat

      "Esimerkiksi maanpuolustushenki on keskimääräistä alempana naisten, arvoliberaalien, heikossa taloustilanteessa olevien
      Maailman menoa
      60
      1441
    Aihe