¿Cómo ayuda QFT con el enredo?

Incluso en la mecánica cuántica no relativista, el entrelazamiento no es síntoma de ninguna no localidad. La explicación del enredo como un efecto no local es una mistificación difundida por numerosos libros populares que en última instancia se reduce a una mala interpretación de la mecánica cuántica por parte de Albert Einstein, quien engañosamente llamó al enredo "la acción espeluznante a distancia".

Incluso en la mecánica cuántica no relativista, el entrelazamiento es solo una correlación, expresada de la manera más general que permite la mecánica cuántica (por lo que permite predicciones diferentes y más generales que las correlaciones predichas a partir de una teoría clásica), y esta correlación no es la misma. como causalidad. Recuerde: correlación no es causalidad. Entonces, en realidad, no se envía ninguna señal entre las dos partículas entrelazadas mientras se miden. En cambio, la correlación entre sus propiedades medidas es causada por el origen común de estas dos partículas, por su contacto mutuo en algún momento del pasado.

Cuando hablamos de dos electrones lejanos entrelazados o dos fotones lejanos entrelazados en la mecánica cuántica no relativista, generalmente se supone que el hamiltoniano es la suma de los dos hamiltonianos libres para las dos partículas libres; no hay términos de interacción que operen entre los dos. partículas en absoluto! Debido a que no hay interacciones, no hay influencia, y las correlaciones observadas claramente no pueden tener nada que ver con interacciones no locales. Todos ellos se reducen al estado inicial que estaba preparado para ser enredado.

La teoría cuántica de campos hace totalmente manifiesto y universalmente válido que no puede haber no localidades. Después de todo, los expertos a veces usan el término "teoría del campo cuántico local" para lo que también puede llamarse simplemente "teoría del campo cuántico". La localidad perfecta de las QFT se muestra por la desaparición de ciertos propagadores en la región separada en forma de espacio o, más precisamente, por la desaparición de los (anti)conmutadores de campos en puntos separados en forma de espacio.

Lo que muestra el teorema de Bell es que las teorías realistas locales predicen correlaciones que son, en algunos casos, más pequeñas que las correlaciones más grandes predichas por la mecánica cuántica (y vistas experimentalmente). Por lo tanto, se excluyen las teorías realistas locales. La mayoría de los escritores populares sobre mecánica cuántica están profundamente confundidos acerca de este punto y asumen que el realismo "no puede fallar", por lo que debe ser la localidad la que falla. Pero esta es una posibilidad completamente errónea, excluida con seguridad.

En 1905, aprendimos la relatividad que ha garantizado que la localidad es una ley de la física perfectamente válida, un principio al que obedece cualquier teoría más nueva (las influencias más rápidas que la luz son equivalentes a las influencias claramente prohibidas que cambian el pasado; la equivalencia se logra mediante el permitido cambio del sistema inercial). La descripción del entrelazamiento no es incompatible con la localidad y la teoría cuántica de campos en realidad prohíbe la no localidad de cualquier tipo. En cambio, es el "realismo", la intuición clásica de que el estado del sistema físico tiene algunas "propiedades objetivas" incluso antes de la observación, lo que está mal. El hecho de que la descripción cuántica de la realidad no contenga ninguna "propiedad objetiva" de los sistemas físicos antes de la medición no es arte, no está abierto a algunos "

Cualquier "modelo clásico" que intente simular las predicciones de la mecánica cuántica tendría que ser no local para lograr las correlaciones a veces altas. Pero la Naturaleza no está descrita por ninguna teoría clásica, así que esto no es un problema. No hay necesidad de que los modelos clásicos sean correctos y no lo son. La naturaleza se describe mediante una teoría mecánica cuántica que es, por definición, fundamentalmente no realista. La teoría cuántica de campos es una teoría cuántica y, por lo tanto, no realista que también es perfectamente local porque es covariante de Lorentz.

La mecánica cuántica es una teoría física local. La idea de no localidad es un malentendido común incluso entre los físicos.

En la física clásica, un sistema puede describirse mediante un conjunto de números cuyos valores pueden medirse utilizando una sola instancia de ese sistema. Hay un resultado matemático llamado teorema de Bell que dice que ninguna teoría local puede reproducir las predicciones de la mecánica cuántica utilizando la física clásica. La mecánica cuántica no es física clásica, por lo que no es de extrañar que den lugar a predicciones diferentes.

En la mecánica cuántica, un sistema se caracteriza por los valores de los observables donde esos valores están representados por objetos matemáticos llamados matrices hermitianas. Para describir cómo se transfiere la información entre sistemas cuánticos, debe describir las formas en que los observables de un sistema dependen de los de otro. En general, un observable no representa solo una cantidad medible de un solo valor que cambia con el tiempo. Más bien, representa una estructura más compleja que involucra múltiples versiones diferentes de esa cantidad que interfieren entre sí. Y si va a haber múltiples versiones de cada sistema, entonces cualquier sistema dado debe llevar información sobre cómo una versión particular de ese sistema interactuará con una versión particular de otro sistema. En general, puedes' No obtengo ese tipo de información midiendo un solo sistema y por eso se llama información localmente inaccesible. Aquí se da una explicación de cómo la información localmente inaccesible da lugar a correlaciones EPR, teletransportación, etc. mediante interacciones totalmente locales:

http://arxiv.org/abs/quant-ph/9906007 .

Ver también

http://arxiv.org/abs/1109.6223 .

Aquí se da una explicación de cómo funciona este mecanismo en la teoría cuántica de campos:

https://arxiv.org/abs/quant-ph/0204024 .

Para tratamientos populares, véase "The Fabric of Reality" y "The Beginning of Infinity" de David Deutsch.

https://www.youtube.com/watch?v=BFvJOZ51tmc https://www.youtube.com/watch?v=wGkx1MUw2TU En el primer video, científicos muy eminentes parecen afirmar que el enredo es real... sea como sea no se puede utilizar para enviar información. En el segundo video, se ven resultados experimentales de entrelazamiento en tiempo real. En este se envían dos fotones entrelazados a través de fibras. La polaridad de una rama cambia continuamente y se ve que la polarización de la otra cambia correspondientemente en el sentido de las agujas del reloj y en el sentido contrario a las agujas del reloj siguiendo la primera rama. Este último resultado no necesita estadísticas controvertidas como las de Bell para probar el enredo. Espero que esto ayude.

Hay lo que parece ser una muy buena conferencia que trata muchos de los temas. Es una Google Techtalk de Ron Garret titulada "La conspiración cuántica: lo que los popularizadores de QM no quieren que sepas". Un título bastante irónico que no debe inducir a error a pensar que no es una charla seria y que valga la pena. www.youtube.com/watch?v=HQIJgheuYNU

Concluye con una interpretación basada en información de QM (si he entendido correctamente), una que personalmente no me gusta. Prefiero la interpretación transaccional, pero hay muchas para elegir, lo que supongo ilustra que el gran problema con QM se reduce a la interpretación de los resultados como algo significativo para los seres humanos.

La respuesta que veo aquí está redactada bastante cautelosamente, me parece, en el mejor de los casos, y es engañosa. Está esto: "Incluso en la mecánica cuántica no relativista, el entrelazamiento no es síntoma de ninguna no localidad". No hay, entonces, supongo, ningún 'problema de no localidad causado por entrelazamiento'. Esto contradice los rumores de que el entrelazamiento viola la Relatividad Especial, ya que permite la transmisión de información aparentemente instantánea.

Estoy considerando esto, entonces: 'Entonces, en realidad, no se envía ninguna señal entre las dos partículas entrelazadas mientras se miden. En cambio, la correlación entre sus propiedades medidas es causada por el origen común de estas dos partículas, por su contacto mutuo en algún momento del pasado.'

Considero que el punto clave de esto es una afirmación de que no es necesario describir rotundamente el entrelazamiento como un efecto que opera "fuera del tiempo y el espacio". Aquí se hace referencia al "origen común de estas dos partículas, por su contacto mutuo en algún momento del pasado". Pero ¿qué significa esto? Las partículas entrelazadas no se mueven en absoluto. El escenario típico que se considera en las discusiones sobre el entrelazamiento involucra dos partículas con la misma velocidad. Dejando eso de lado, mientras leo esto, la idea es que la función de onda podría simplemente describir las correlaciones que son causadas localmente por otros medios, de la misma manera que puede sincronizar dos o más relojes distantes, mediante comunicación a la velocidad de la luz con un maestro. reloj. Lo que armoniza con esto: 'la teoría del campo cuántico en realidad prohíbe la no localidad de cualquier tipo'. Ahora,

Para resumir, se hace referencia al 'realismo' como 'la intuición clásica, etc.', y hay una referencia a 'teorías realistas locales' y '[C]ualquier "modelo clásico"', 'cualquier teoría clásica'. Según se informa, "no hay necesidad de que los modelos clásicos sean correctos y no lo son". Solo quiero enfatizar el punto, aquí, que la electrodinámica es, en esta jerga, un modelo clásico, y también lo es la relatividad general. La referencia suave y desdeñosa a 'cualquier teoría clásica' y tal, podría dar la impresión de que simplemente estamos trascendiendo, tal vez, la mecánica clásica aquí, lo que podría no afectar su credulidad con tanta urgencia. Mi sospecha es que el término 'realismo local' se está utilizando libremente aquí,

Ahora, el punto no es discutir si los experimentos de Bell pueden probar (en principio) que la Naturaleza no puede ser descrita por ninguna teoría realista local. Por el lado de la interpretación, creo que hay algo así como una crisis aquí, sobre el término 'la descripción cuántica de la realidad', lo que sea que quieras decir con eso. Sin embargo, intentaré seguirle el juego. Aparentemente, es el formalismo matemático + la interpretación estadística mínima para la mecánica cuántica no relativista. Observo simplemente de pasada que para otros lectores podría significar algo diferente.

Se menciona, aquí, que 'La localidad perfecta de los QFT se muestra mediante el etc.' Francamente, esto me parece, superficialmente, una extraña falta de dirección. Trataré de ser más comprensivo que eso, podría aprender algo, pero ¿no podríamos decir que, a diferencia de QM, la teoría cuántica de campos (QFT) se inclina hacia atrás para ser una teoría "local"? Entonces, ¿no podríamos decir también que, de hecho, no está claro cómo escribir una teoría de campo no local autoconsistente? Lo que me parece tan extraño de esta exposición es que de alguna manera no surge, que QFT es, entonces, incompleto, ya que se ha demostrado que el entrelazamiento de QM está de acuerdo con todos los experimentos. ¿No podríamos, de hecho, decir que la no localidad surge del entrelazamiento (que no tiene un análogo clásico), que está igualmente presente tanto en QM como en QFT?

He lanzado algunos puntos, ya veo. Me conmovió publicar, porque me he encontrado con este extraño tipo de presentación ideológica de QM como algo no problemático, esto a veces va acompañado de comentarios condescendientes sobre Einstein, y una interpretación muy segura del teorema y los experimentos de Bell, todo parece bastante extraño (Quiero decir, quien haya iniciado estos rumores, no es la presentación tradicional del tema, y ​​​​no sé cómo transmitir concisamente cuán ideológico me parece). QM contradice la Relatividad. Aquí hay un problema real, ya sea que decida culpar a QM o Relativity. Supongo que nos comprometemos, entonces, a simplemente tirar nuestra Relatividad. Sin embargo, hace muchas predicciones. ¿También los tiramos? Y la electrodinámica clásica y la mecánica clásica tampoco carecen de dramatismo. Veo esto: ' La naturaleza se describe mediante una teoría de la mecánica cuántica que es, por definición, fundamentalmente no realista. Si trabajamos con ejemplos más concretos, creo que podemos recuperar la dificultad simplemente afirmando que el realismo local no describe con precisión el mundo real.

Para ser muy claro, y de nuevo, estoy de acuerdo en que ninguna teoría de la variable oculta local es consistente con las predicciones de la teoría cuántica estándar. La conclusión más tradicional y convencional que se extrae de esto es que la teoría cuántica estándar es inconsistente consigo misma. Como mínimo, me gustaría hacer una distinción entre lo que se dio en la respuesta aquí y las "conclusiones tradicionales/principales".

Además, me gustaría aclarar un punto simple. Estoy tratando de interpretar (juego de palabras intencionado) esta declaración: 'El hecho de que la descripción cuántica de la realidad no contenga ninguna "propiedad objetiva" de los sistemas físicos antes de la medición no es arte, no está abierto a algunos "preferencias personales" o "interpretaciones".'

Bueno, bueno, Bell usó el término beables (propiedades de un sistema que no se observan). Por definición, no hay posibilidad de refutar este punto de vista. Y además, no hay posibilidad, por definición, de que alguna vez pueda conducir a ningún avance en la ciencia. Eso es porque es estrictamente una teoría ad hoc.

¿Puedo llevar esto al nivel del profano, mi nivel? Esta respuesta aquí, a la que estoy respondiendo, está tratando de convencernos a todos de que algo, u otro, realmente no está sucediendo. ¿Y qué es eso? Podría describirlo como un hada maliciosa, inteligente, omnipotente e invisible que está alterando nuestras medidas. Sin embargo, ¿qué se ofrece en su lugar? Esta airada afirmación que no está abierta a algunas 'preferencias personales', o 'interpretación', de que es razonable creer que existen objetos no observados. Ahora bien, esto puede ser correcto, pero ¿no nos trae de regreso a donde empezamos? Con, por supuesto, una creciente sospecha de que hay personas que disfrutan muchísimo del hecho de que son capaces de "comprender" cosas que hacen que el cerebro de la mayoría de las personas duela.

Permítanme tratar de ser poco ambicioso y aclarar un poco qué significa 'localidad'. Para tener un uso de 'localidad', debe tener una noción de causalidad. Tenga en cuenta esto: 'Debido a que no hay interacciones, no hay influencia, y las correlaciones observadas claramente no pueden tener nada que ver con interacciones no locales. Todos se reducen al estado inicial que estaba preparado para enredarse.

Es decir, que todo tiene que calcularse a partir de valores iniciales. Y esto, es simplemente no tener noción de causalidad. Pero por lo tanto, en realidad no tendría sentido hablar de localidad. Pero también, mientras tanto, aquí no tenemos una teoría fundamental que sea determinista. Entonces, se supone que la respuesta a la que estoy respondiendo explica algo, pero no es así. Y nuevamente, creo que podemos recuperar la dificultad simplemente afirmando que el realismo local no describe con precisión el mundo real. La alternativa sería que cada partícula necesitaría tener todos los detalles de todas las demás partículas contenidas localmente para funcionar. Uno podría estar inclinado a debatir esto, pero tiene, al menos, bagaje.

Mente, creo que la función de onda es un bebé hermoso y saludable. Simplemente no estoy totalmente de acuerdo con la idea de que QM, tal como lo conocemos, ofrece más que una pequeña "percepción" del funcionamiento interno de la Madre Naturaleza. Incluso podría ir tan lejos como para estipular que en mi libro, la función de onda, como una ecuación matemática que nos permite resolver las ondas estacionarias dinámicas reales, es una bendición absoluta. Sin embargo, yo decido qué es plausible y qué no lo es. Y, un ejemplo de 'algo instantáneo' es el colapso de la función de onda en cada camino de un haz dividido o en toda una superficie esférica creada por un fotón que se propaga. Cuando se observa un fotón, entonces 'sabe' que se ha observado en todos los lugares posibles en los que podría estar la función de onda, al instante. Y, la función de onda de muchas partículas es un objeto no local, ¿por qué? ¿exactamente? Porque no puede especificarlo especificando psi en cada punto del espacio. En cambio, para 2 partículas, debe especificar psi para cada PAR de puntos en el espacio, y de manera similar para n partículas.

Entonces, hay algo no local. Ahora, una teoría con máxima velocidad de transferencia de información c se denomina "local". De manera un tanto despreocupada, 'no local' sugiere fuertemente una teoría que está completamente fuera de control, donde las cosas lejanas, fuera de nuestro control, pueden influir y distorsionar todo. Menos despreocupadamente, preferiría alejarme de 'local' o 'causal' y hablar de simetría de Lorentz. Realismo o no, eso no importa tanto: el problema es que el entrelazamiento, por ejemplo, nos da evidencia de que hay un >R(c). Aquí hay un problema de lógica y no es solo una violación de las sensibilidades de la relatividad especial. Considere 2 partículas que se acercan e interactúan en un intercambio. A medida que asciendes por el eje del Tiempo, las partículas se acercan, se acercan y se acercan hasta que "¡De repente ocurre un Milagro!", como decía la vieja caricatura. ¿Cómo supieron las partículas intercambiarse en ese momento?

Esta es una pregunta sobre el mecanismo de señalización. Es "Hay 2 círculos de igual radio en el mismo plano que se cruzan con el centro de un círculo en el círculo del otro y (necesariamente) viceversa".

Utilicé el término 'Lorentz simétrico'. ¿Cómo encaja esto con esta cita de la otra respuesta ?: 'La teoría cuántica del campo es una teoría cuántica y, por lo tanto, no realista que también es perfectamente local porque es covariante de Lorentz'.

Notaré que en todo este bocado, 'Lorentz-covariante' es algo interesante, creo que esto podría significar algo diferente, si es que realmente significa algo, que 'Lorentz invariante'. Entonces, también podría significar algo diferente a 'tenemos una violación irreparable de la invariancia de Lorentz'. Tampoco estoy seguro de que aquí esté implícito que el proceso de colapso de la función de onda viola descaradamente la invariancia de Lorentz (como en, tomemos la interpretación de Copenhague, con su colapso de la función de onda). Lo cual hace.

¿Qué tan profundo debemos profundizar en esto? Creo que la otra respuesta es cautelosa, sobre el tema de si realmente está defendiendo, al final del día, una interpretación sin el colapso de la función de onda (¡esta no es una maldita interpretación!). Lo que podría ser más importante, si ve, de todos modos, cómo uno podría simplemente deshacerse del colapso de la función de onda y tener la invariancia de Lorentz. ¿Qué pasa con la no localidad de la mecánica cuántica? Así que debo suponer que la 'covarianza de Lorentz', una frase infinitamente divertida para mí, tiene algo que ver con la ecuación guía para que las partículas no sean locales y violen la invariancia de Lorentz. ¿Significa 'covariante', bueno, como si yo dijera 'La medición es inherentemente no covariante'? Quiero decir, ¿tenemos cantidades que deben ser covariantes aquí? ¿Cuáles? Bueno, solo las cantidades medibles..

Me divierte la frase covarianza de Lorentz, en particular, porque es un término real, pero en realidad es una propiedad clave del espacio-tiempo que se deriva de la teoría especial de la relatividad. Tiene dos significados. Se puede decir que una cantidad física es covariante de Lorentz, al igual que una ecuación. Estoy tentado a ahondar en el uso habitual de la transformación de Lorentz en la mecánica cuántica, pero baste decir que veo algo sospechoso en la forma en que se introdujo el término... No quiero ser todo Feynman aquí, probablemente no sea Ayudar. Mi punto es entonces, quizás solo, marcar la otra respuesta: no es lo que se presenta, no es física de recuperación para estudiantes universitarios o algo así, es, más bien, algo bastante extraño y engañoso. Concluiré con otro experimento mental.

Supongamos que creamos cada microsegundo un par de espines entrelazados, para un total de 1000000 pares. Supongamos que mediremos los pares entrelazados cuando estén separados por 1 año luz. Suponga que el dispositivo de medición del lado A medirá 0,1 microsegundos antes que el dispositivo de medición del otro lado B. Suponga que la orientación del giro en el lado A se puede elegir libremente para cada medición individual.

Y aquí, solo agregaré que el trabajo de no continuar con las variables ocultas es bastante extenso. La respuesta puede estar llegando, que no es persuasiva. Pero, ninguna cantidad de esfuerzo experimental ha sido capaz de descubrir ni siquiera un indicio de una variable oculta en ninguna parte. La respuesta puede llegar, que esto no es concluyente. Sin embargo, creo que es fuertemente sugerente. Así que estoy un poco impaciente con al menos cómo se presenta esta otra respuesta, cuando afirma que las variables ocultas están literalmente en todas partes.