¿Cómo se conserva la localidad en la mecánica cuántica?

Estaba leyendo este mensaje:

http://motls.blogspot.com/2015/06/locality-nonlocality-and-anti-quantum.html

Específicamente aquí: "No hay no localidad. No hay acción a distancia. No hay duda sobre esta afirmación".

Me sorprende cómo se conserva la localidad. Supongamos que hacemos el experimento estándar con dos partículas correlacionadas. Medimos el giro de una partícula a lo largo de un eje particular. La otra partícula tiene espín opuesto a lo largo del mismo eje.

Si la partícula no tiene espín antes de medirla, y si mides el espín de una, la otra tiene definitivamente espín opuesto... ¿cómo no hay algún tipo de acción a distancia?

EDITAR:

Aquí hay un video con Murray Gell-Mann donde dice lo mismo. Pero sigue sin aclararme nada:

https://www.youtube.com/watch?v=AlIlkn3OxMI

@ACuriousMind, entiendo que la comunicación no es posible con este sistema. Pero esa no es mi pregunta.
Pero eso es lo que es la localidad : evitar que eventos separados como el espacio transmitan información. No prohíbe la correlación como tal.
@ACuriousMind, pero la correlación no es causalidad, ¿verdad? En el experimento, si alguien mide el giro de una de las partículas, ¿eso no afecta el giro de la otra partícula? El giro no existía antes de la medición, ¿verdad?
Relacionado: physics.stackexchange.com/q/3158/2451 y enlaces en el mismo.
Hay una canica roja y otra azul en una bolsa. Cada uno toma uno sin mirar. Luego vas a Plutón. Miro y veo una canica roja. Instantáneamente sé que tienes una canica azul. Algo para reflexionar...
@ChrisWhite, está bien si el mármol tiene un color cuando no estás mirando. O tiene la propiedad de que "si se mirara, sería rojo". Si la canica no tiene esa propiedad cuando no estás mirando, entonces tenemos el mismo problema. Acción a distancia.
"Los comentarios que escribí arriba son 100% correctos y las personas que no obtienen estos puntos son 100% incompetentes". Creo que el autor solo está teniendo una diatriba.
Creo que el punto de @ChrisWhite es que la correlación no es la parte interesante. Las canicas se pueden correlacionar. Los estados entrelazados cuánticos tienen algo más que los hace un poco más sutiles de lo que las correlaciones por sí solas pueden describir.
@DanielSank: Sí, el universo distribuye algo en la línea de ahora más de 20 constantes físicas de aquí para allá... y tampoco sabemos cómo lo hace. Eso sugiere que hay un tiburón mucho más grande en esta pecera que el enredo.

Respuestas (2)

En términos generales -

La localidad se conserva de una de las dos maneras:

  1. Las dos partículas entrelazadas comienzan con una función de onda lo suficientemente compleja/capaz que genera la correlación incluso cuando trabajan de forma independiente (sin necesidad de ningún vínculo misterioso) en dos partículas. - Esta es la explicación cuántica convencional y más aceptada. Supongo que esto se conoce como principio de superposición, amplitud de unión de partículas múltiples. Si alguien ha aprendido las matemáticas de QM lo suficientemente bien, entonces hay muchas posibilidades de que esta sea la mejor solución en su opinión.

  2. Mucha gente todavía parece pensar que no se han agotado todas las explicaciones clásicas posibles de la correlación, y que puede haber alguna explicación que aún debe descubrirse.

La correlación significa seguir el comportamiento -

a) anticorrelación en todas direcciones, siempre

b) estadísticamente 50/50 en cualquier dirección para cada partícula independientemente

c) correlación estadística Sq(sin(A/2)) en el ángulo relativo de A.

d) Por favor comente si se necesitan adiciones/correcciones a los tres anteriores.

Las variables/planes locales (es decir, planes completamente predeterminados) no son suficientes para exhibir las correlaciones y esto ha sido probado matemáticamente por la desigualdad de Bell.

La desigualdad de Bell refutó la capacidad de las "variables" "locales" "estáticas" para describir la correlación. No refutó lo mismo para las "funciones" "locales" como la superposición, etc.

Con respecto a la primera forma en que se conserva la localidad ... ¿las partículas tienen un giro antes de realizar la medición? Si estos giros no existen antes de la medición, entonces no entiendo cómo puede haber una correlación en las mediciones sin alguna acción instantánea a distancia.
Esa es la magia matemática que tiene que realizar la superposición. Lo que significa que la función de onda tiene una funcionalidad profunda de múltiples niveles que la hace tan capaz. Solo puede convencerse aprendiendo suficiente QM. Yo mismo no sé las matemáticas, pero sé que es lo que es. Debido a esta capacidad matemática "casi mágica" de la superposición, algunas personas la confunden con la no localidad y piensan que existe un enlace FTL.
Y algunas personas todavía piensan que puede haber otra explicación aún por descubrir. Una cosa en la que casi todo el mundo está de acuerdo es que no hay comunicación FTL. Personalmente, no estoy completamente convencido con la explicación de la superposición (en parte porque no he aprendido las matemáticas), pero uno tiene que respetar la sabiduría de tantas personas acreditadas.
@AmeetSharma: El primer problema con su oración es el uso de la palabra "partícula", el segundo es el uso del plural. No hay partículas en la mecánica cuántica, solo hay cuantos. Hay, sinceramente, solo un objeto, y cada parte del experimento es realmente parte de ese objeto: el vacío físico.
@Curious, no veo cómo eso evita la acción a distancia. Incluso si el universo es solo un objeto, ¿no afecta instantáneamente medir algo en una parte de él lo que se mediría en otra parte? La gente sigue diciendo que las medidas solo están correlacionadas, pero para la correlación tiene que existir alguna propiedad antes de la medida. ¿Cómo se pueden correlacionar propiedades inexistentes?
Ameet Sharma: Debido a que las partículas entrelazadas estaban juntas en el momento de la creación del entrelazamiento, tienen la misma función de onda que es capaz de correlacionarse. Puede decir que la función en sí está correlacionada en el momento en que se crean las partículas entrelazadas.
La propiedad existe en forma de función antes de la medición. En la medición, se realiza de manera (debido a la función) que los resultados se correlacionan estadísticamente, no dentro de un solo par. Lo que está correlacionado dentro de un solo par es solo la anti correlación que puede predeterminarse fácilmente, pero como parte de la función, no como una variable estática. Por lo tanto, la función de superposición es en realidad la variable oculta que hace el trabajo. Sé que es difícil entender eso, pero creo que se ha demostrado matemáticamente y no tenemos una mejor explicación en este momento.
@AmeetSharma: Simplemente estoy señalando que si está iniciando una declaración física con el modelo incorrecto de su sistema, no puede salir nada bueno de ello. Nada cambia de manera mensurable por el enredo localmente. No puedes ni encender un interruptor de luz con un estado enredado. Entiendo que te sientas incómodo con el hecho de que la naturaleza no es lo que parecía cuando no sabías nada más que física en la escuela secundaria... pero ahí está.
@CuriousOne, ¿puedes describir el experimento en mi publicación con el modelo "correcto"?
@AmeetSharma: estás midiendo las correlaciones de un campo cuántico. Ese es el modelo correcto.

Un sistema cuántico se describe mediante un conjunto de operadores llamados observables. Esos observables representan todos los resultados posibles de una medida en particular. Cuando mide un sistema entrelazado, suceden todos los resultados posibles. La correlación solo se establece después de que se 'comparan' los resultados de la medición, es decir, después de que la información sobre un resultado interactúa con la información sobre el otro, consulte

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

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

para más detalles.

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