Experimentos tipo EPR y comunicación más rápida que la luz usando efectos de interferencia como mecanismo de señalización

Entiendo que la comunicación más rápida que la luz es imposible cuando se realizan mediciones individuales, porque el resultado de cada medición es aleatorio. Sin embargo, ¿no debería la medición en un lado colapsar la función de onda en el otro lado, de modo que los efectos de interferencia desaparecerían? Hacer mediciones en "racimos" de partículas entrelazadas permitiría la comunicación FTL, al hacer aparecer o desaparecer los efectos de interferencia observados. ¿Cómo tal experimento no:

1) ¿Implica claramente que la comunicación más rápida que la luz es posible?

o

2) (si se rechaza #1) Implica que la medición de la mitad de un par entrelazado no provoca el colapso de la función de onda de la otra mitad.

¿Por qué este experimento mental no muestra claramente que si mantenemos que se descarta la comunicación FTL, también debemos descartar el "colapso universal" en la interpretación de Copenhague?

EDITAR: aquí hay un ejemplo de un experimento explícito (aunque creo que a los expertos se les podría ocurrir algo mejor):

Puede entrelazar un fotón con un electrón de modo que el ángulo del fotón se correlacione con la posición del electrón en cada rendija de un experimento de doble rendija. Si se detecta el fotón (se mide el ángulo de salida), entonces se conoce la información de la ruta y no hay interferencia. Si no se detecta el fotón, la interferencia permanece.

El experimento está diseñado de tal manera que el fotón y el electrón van en direcciones opuestas, aparte de la pequeña desviación que proporciona información sobre qué camino. Usted configura una serie de detectores de fotones a 100 ly de distancia en un lado, y su experimento de doble rendija a 100 ly de distancia en la dirección opuesta. Ahora usted produce los pares enredados en racimos, digamos de 100 pares enredados, cada uno entrando cada milisegundo, con un muón entre cada racimo que sirve como separador.

Entonces, la idea es que alguien en el lado del detector de fotones pueda enviar información a alguien que observa el experimento de la doble rendija, detectando selectivamente todos los fotones en algunos grupos, pero no en otros. Si se detectan todos los fotones para un grupo, entonces el grupo de electrones correspondiente a 200 ly de distancia no debería mostrar efectos de interferencia. Si no se detectan todos los fotones para un grupo, entonces el grupo de electrones correspondiente a 200 ly de distancia mostraría los efectos habituales de interferencia de doble rendija (por ejemplo, en una pantalla de fósforo). (Tenga en cuenta que esto no requiere combinar la información del lado del detector de fotones con el lado de la doble rendija de electrones para obtener los efectos de interferencia. Los efectos de interferencia se mostrarían visiblemente a medida que los destellos de electrones pueblan la pantalla de fósforo,

De tal manera, la persona en los detectores de fotones puede enviar '1' y '0' dependiendo de si miden los fotones en un grupo determinado. Supongamos que envían 'SOS' en código Morse. Esto requiere 9 racimos, por lo que tardará 900 milisegundos, que es menos de 200 años. El punto es que tal experimento solo funcionaría si se asume que la medición del fotón realmente colapsa la función de onda de forma no local.

Relacionado: physics.stackexchange.com/q/3158/2451 y enlaces en el mismo.
@Qmechanic, desafortunadamente, después de haber leído todo el hilo, no creo que esté muy relacionado. Todavía estoy buscando una respuesta a esta pregunta. Ese hilo no toca en absoluto la cuestión de la comunicación mediante la "activación y desactivación" de los efectos de interferencia a través de la medición.
La respuesta de Luboš Motl es irrazonablemente obtusa. Debería haber dicho simplemente que el proceso de entrelazamiento de las dos partículas es una medida que destruye el patrón de interferencia, sin más condicionantes sobre información adicional. Solo podría "medir" (es decir, posprocesar) en dos resultados diferentes condicionando la información, ya que la observación no condicionada en cualquiera de los sitios no cambia (y no puede) de las acciones en el otro sitio que está causalmente desconectado.
Solo quería agregar mis 2 centavos sobre los temas. Lo que estás haciendo es una pregunta legítima sobre la que muchos han reflexionado. Consulte el artículo de wikipedia en.wikipedia.org/wiki/Delayed-choice_quantum_eraser En el artículo, hay una explicación, aunque complicada, de por qué no puede violar la causalidad con los experimentos de elección retrasada tal como están implementados actualmente. Sin embargo, algunos pueden argumentar que tal violación de la causalidad es posible si el experimento se modifica de alguna manera.

Respuestas (2)

No existe ningún experimento en el que la información genuina pueda enviarse más rápido que la luz y no hay contradicción entre este hecho y la mecánica cuántica, tal como la construyó la escuela de Copenhague. Muy por el contrario, se necesita una interpretación adecuada de la mecánica cuántica, al estilo de Copenhague, para una descripción de los experimentos conocidos que sea compatible con la relatividad especial y sus consecuencias más generales, la localidad y la causalidad.

Tendrías que describir tu experimento en detalle si quieres que la interferencia y su desaparición se discutan seriamente.

Sin embargo, en general, si se producen pares entrelazados, una sola partícula de este par no contribuirá por sí misma a un patrón de interferencia. (Un ejemplo típico es un par electrón-fotón enredado donde el electrón participa en un experimento de doble rendija y el fotón se usa para "mirar" al electrón. El fotón se enreda con el electrón pero el patrón de interferencia del electrón desaparece). El patrón de interferencia solo se puede vislumbrar si uno compara algunas propiedades medidas apropiadas de ambas partículas en el par entrelazado. Pero eso solo es posible mucho más tarde, cuando estos resultados de las mediciones se comunican a un solo lugar, y debido a que la comparación ocurre mucho más tarde, no se puede usar para transmitir información más rápido que la luz.

Si el fotón no se mide para un grupo de 100 electrones, se observará un patrón de interferencia. Si el fotón se mide repetidamente para un grupo de 100 electrones, no se observará ningún patrón de interferencia. ¿Bien?
@ user1247 No tiene sentido agitar las manos ante una situación vagamente descrita. Como dijo Luboš "Tendrías que describir tu experimento en detalle si quieres que la interferencia y su desaparición se discutan seriamente" : tienes que decirnos qué medidas propones para analizar la situación.
@dmckee, voy con el ejemplo proporcionado por mi propio Lubos (un par de electrones y fotones entrelazados). ¿Estoy sujeto a un estándar diferente? Pensé que teníamos un vocabulario compartido proporcionado por Lubos.
Ese ejemplo está incompleto. Tienes que describir todo el experimento. ¿Qué le harías a cada partícula y cómo organizarías el tiempo (y desde qué punto de vista)?
@dmckee, creo que esto es un poco injusto, ya que entiendes mi pregunta o no. Si entiende mi pregunta, un requisito tan estricto es innecesario: no soy un chiflado tratando de refutar la RS aquí o presentar algún experimento novedoso (dudo mucho que mi pensamiento aquí sea novedoso), solo estoy preguntando algo bastante básico pregunta sobre experimentos tipo EPR.
@ user1247: escribió: "Creo que esto es un poco injusto, ya que comprende mi pregunta o no. Si comprende mi pregunta, un requisito tan estricto es innecesario:" - No, esta es una lógica inválida. Entendimos perfectamente su pregunta y también pudimos ver perfectamente que no estaba completa, por lo que no podría haber tenido una respuesta lo suficientemente precisa. No hay contradicción entre estas dos cosas. Hay muchas preguntas formuladas de manera comprensible que aún no brindan a nadie los datos suficientes para recibir una respuesta significativa e inequívoca.
@lubos, entonces, ¿podría decirme qué está mal con el ejemplo de un experimento que proporcioné (ver la edición de la publicación original)?
Hola usuario, supongo que por el ángulo del fotón te refieres a su dirección de movimiento (momentum). No hay problema con eso, excepto que es el experimento mental estándar que muestra por qué uno no puede medir la información en qué dirección y ver el patrón de interferencia en el mismo momento. Ya lo he discutido pero puedo hacerlo de nuevo. Si desea obtener la información de en qué dirección, tiene que haber un fotón de energía suficiente, es decir, una longitud de onda corta que golpea al electrón, y en ese caso, el electrón no contribuirá al patrón de interferencia porque está distorsionado por el fotón de alto pag .
No creo que haya hecho un intento comprensible de diseñar una forma de enviar información más rápido que la luz. Al menos yo no veo ninguno. Primero, sugiere implícitamente que es importante para el patrón de interferencia de los electrones si los fotones se procesaron de manera diferente después de que interactuaron y se enredaron con los electrones. No importa en absoluto lo que suceda con los fotones después del entrelazamiento/interacción con los electrones. El comportamiento de los electrones está completamente determinado por el estado entrelazado con los fotones, y el destino futuro de los fotones no importa.
En segundo lugar, parece que desea medir la dirección de los fotones, o algunos fotones, o lo que sea, todavía es vago al respecto, y esta información aparentemente se usa para enviar información más rápido que la luz. Pero todavía no especificas cómo quieres lograrlo. Si envía esta información de alguna manera, la información viaja más lento que c. Los electrones también viajan más lento que c.
Alguien que conociera algunas medidas tanto de los electrones como de sus compañeros fotones podría decir algo sobre lo que sucedió cerca del evento de interacción. Pero este "alguien" solo existe mucho más tarde, porque necesita esperar a que la información de la medición del fotón y la medición del electrón llegue a ese lugar, y esta transferencia de información simplemente no puede ser superlumínica y no ha encontrado ninguna escapatoria. , cualquiera.
Hola Lubos (lo siento, no vi tu respuesta hasta ahora), tu primer párrafo (en respuesta al último) estoy completamente de acuerdo. Esto es de hecho lo que estoy diciendo. Si se detecta que el fotón tenía suficiente energía para dar información de qué dirección, entonces el electrón no debería mostrar interferencia. Si no, entonces el electrón debería mostrar interferencia. Esto es todo lo habitual.
Usted dice que "sugiero implícitamente que es importante para el patrón de interferencia de los electrones si los fotones se procesaron de manera diferente después de que interactuaron y se enredaron con los electrones". No, estoy dando un ejemplo explícito. Si se detectan los fotones, entonces hay información de qué manera. Si no lo son, entonces no lo hay. ¿Bien?
Luego dices "pero aún no especificas cómo quieres lograr eso". Sí. Explícitamente. ¿No leíste mi publicación? Tienes grupos de electrones y fotones entrelazados. Si mide la información de dirección para un grupo, eso corresponde a un "1" porque no se ve ninguna interferencia. Si no mide la información en qué dirección, eso corresponde a un "0" porque se ve interferencia. Si se dice que la función de onda colapsa de manera no local a través de Copenhague, entonces la medición de la información de qué ruta fuera del cono de luz de los electrones permite que tales "1" y "0" se envíen más rápido que la luz.

Voy a seguir adelante y responder a mi propia pregunta. Creo que el problema es que en mi experimento propuesto nunca habría ninguna posibilidad de observar un patrón de interferencia sin primero destruir el entrelazamiento que permitiría (mediante la medición de los grupos de fotones) activar o desactivar la interferencia en el lado de los electrones. El entrelazamiento entre el electrón y el fotón implica que no habría un patrón de interferencia, independientemente de si se observan o no los fotones. La única forma de volver a introducir la interferencia sería, por ejemplo, hacer que los electrones atraviesen una pequeña rendija antes de la doble rendija para expandir su función de onda. Pero hacer esto enreda al electrón con la pantalla con la primera rendija y borra efectivamente su enredo con el fotón, a menos que el momento de la pantalla con la primera rendija pueda medirse con suficiente precisión después de que el electrón la atraviese. Pero la interferencia solo se verá si el impulso de la pantalla no se puede medir con suficiente precisión sin comprometer la incertidumbre correspondiente en la posición de la pantalla. Suponiendo que el nivel de esta incertidumbre no pueda controlarse a voluntad, la apariencia de interferencia no puede activarse y desactivarse mediante un fotón/medidor de pantalla distante.

Puede ser instructivo leer ¿Por qué el experimento Dopfer EPR requiere un conteo de coincidencias? incluido respuesta, comentarios, referencias, ...
@user12262, pero allí el respondedor más votado afirma en su artículo vinculado ( vixra.org/abs/1103.0095 ) que la comunicación FTL es posible exactamente de la manera solicitada en esta pregunta. Dado que el consenso parece estar en contra de tal posibilidad, esto solo aumenta mi confusión...
usuario1247: " pero allí ["Dopfer EPR", PSE/q/79427 ] el contestador más votado afirma [...] " -- Y allí también he dado mi respuesta, que bien puede entenderse como una reconvención . Entonces, como en la mayoría de los casos, también debes intentar resolverlo por ti mismo. ¿Tiene alguna pregunta de seguimiento específica sobre mi respuesta (o comentarios posteriores) allí? Mientras tanto, echaré otro vistazo a su respuesta aquí. Trato de plantear una pregunta de seguimiento específica aquí (puede llevar algunos días)...
@ user12262, no, creo que entiendo su respuesta particular, la dificultad es que, en general, la literatura parece un poco escasa sobre tales experimentos, aparte de Cramer et al, que parecen representar un punto de vista minoritario.