Enredo cuántico en escalas cosmológicas

Esta puede ser una pregunta tonta dada mi comprensión limitada de QM, pero aquí está.

Según tengo entendido, el entrelazamiento cuántico básicamente significa que dos partículas evolucionan como una sola "unidad", es decir, se describen mediante una sola función de onda. Ahora, me parece que la producción de pares entrelazados (¿o n-tuplas?) de partículas debe ser una ocurrencia común y suponiendo que estas partículas puedan viajar una gran distancia una de la otra, ¿no significa esto que todo el universo debe ser un lío de enredos, rompiendo efectivamente el principio de acción local? Creo, entiendo las razones por las que la información no puede propagarse más rápido que la luz de una región del espacio a otra a pesar del entrelazamiento, pero me sigue pareciendo que un universo de partículas "desenredadas" se comportaría de manera muy diferente al universo donde hay muchas partículas. enredado. ¿Hay algún error en este razonamiento?

Respuestas (2)

Creo que su confusión se debe a que está pensando en la función de estado como una función física que describe la ubicación física de todas las partículas en el universo de manera coherente.

En verdad, el cuadrado es una función de probabilidad que describe coherentemente dónde podrían estar todas las partículas si las midieras en el universo.

La formulación de la matriz de densidad permite pensar en cualquier número de partículas contenidas en una función de estado.

matriz de densidad

Aquí, los psi son las soluciones de funciones de onda individuales para los trillones de átomos, etc. (sus cuadrados dan la probabilidad de medir a cada individuo en ese (x, y, z, t).

Cada átomo en el universo y cada partícula flotante libre contribuirá con su parte en esta matriz de densidad y los elementos fuera de la diagonal describen la relación de "entrelazamiento"/coherencia entre las funciones de onda individuales. Como sabemos por el laboratorio que la probabilidad es infinitesimalmente pequeña, por ejemplo, de que un electrón alrededor de un átomo exista a un centímetro del núcleo, a medida que el conjunto y las distancias recorridas crecen, los elementos fuera de la diagonal se vuelven infinitesimalmente pequeños, inmedibles.

Por lo tanto, aunque en teoría todo está conectado matemáticamente con todo lo demás, en la práctica, una vez que alcanzamos dimensiones donde h_bar es a todos los efectos cero, el marco clásico se alcanza muy rápido, y es solo en nuestra localidad inmediata, con instrumentos que pueden examine las dimensiones donde h_bar es significativo y el comportamiento cuántico es importante, uno debe preocuparse por todo este enredo. El límite clásico donde las funciones de probabilidad son inútiles para describir/predecir las observaciones se alcanza muy rápido.

Creo entender. Básicamente, todo el universo se describe mediante una función de onda, que representa todas las partículas observables. Supongo que mi pregunta es sobre esos elementos fuera de la diagonal en la matriz de densidad. Podría estar equivocado acerca de esto, pero como escribí en la pregunta original, si la aparición de partículas entrelazadas, por ejemplo, en estrellas, es algo común, podrían viajar un largo camino en el espacio intergaláctico sin interactuar con nada más y permanecer enredado(?). ¿No significaría eso que una proporción significativa de las entradas fuera de la diagonal podrían ser distintas de cero?
Las estrellas son simplemente materia como la tierra excepto a altas temperaturas. Esto significa que las funciones de onda se atenuarán rápidamente (y, por lo tanto, los elementos fuera de la diagonal). Por lo tanto, no es una cantidad significativa. Una producción de dos fotones, si se trata de la aniquilación de electrones y positrones (como ejemplo) y los fotones no encuentran nada en el camino, entonces esos dos fotones tendrán elementos diagonales en la matriz de densidad. En el universo primordial, la inflación y el período de plasma de quarks y gluones, se podría decir que la mayoría de los elementos fuera de la diagonal tienen algunas entradas. en.wikipedia.org/wiki/File:Historia_del_Universo.svg
Elegí estrellas porque producen mucha radiación en comparación con algo tan frío como la Tierra. Si hay procesos en las estrellas que podrían producir fotones entrelazados, ¿no conducirían incluso hoy en día a muchas entradas fuera de la diagonal distintas de cero?
La radiación que producen es mayoritariamente incoherente, la del sol por ejemplo. Solo en condiciones de láser se puede garantizar la coherencia, y entonces se podría hablar de entrelazamiento, pero no creo que tal situación se dé en las estrellas. las aniquilaciones de electrones y positrones serían una parte muy pequeña de lo que irradia una estrella.
Ah, ya veo. Entonces, la producción de partículas entrelazadas es en realidad un evento raro. Esa fue la falla en mi modelo mental. Gracias por la aclaración.

¿Qué quieres decir con "muy diferente"?

La respuesta a tu primera pregunta -

¿No significa esto que todo el universo debe ser un lío de enredos?

sería "sí", eso es lo que significa.

Pero parece que las partículas entrelazadas no pueden usarse para transmitir información sin tener también disponible un canal de información clásico, que está limitado por la velocidad de la luz. Como tal, la respuesta a su segunda pregunta, si la entiendo correctamente, sería "no": un universo de partículas "desenredadas" no se comportaría de manera muy diferente al universo donde muchas partículas están entrelazadas. O quizás más precisamente: no hay forma de notar la diferencia.

Sí, déjame tratar de aclarar lo que quiero decir con "muy diferente". Tomemos un ejemplo extremo: un universo en el que todas las partículas están entrelazadas. ¿No hay ninguna medida, o secuencia de medidas, que podamos realizar para distinguirlo de un universo en el que las partículas están desenredadas?
no creo que haya Dado que se necesita un canal de información clásico para saber si una partícula está entrelazada o no, no creo que podamos notar la diferencia.
Enredo cuántico en escalas cosmológicas
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v