Paradoja EPR: ¿instantáneo vs muy rápido?

Un experimento cuántico EPR puede explicarse por el colapso instantáneo de la función de onda, independientemente de la distancia que separe un par de partículas entrelazadas. Pero, ¿tenemos la certeza de que el proceso es realmente instantáneo? Si no, ¿cuál es el límite experimental actual sobre qué tan rápido es el proceso?

Si el proceso de medición es realmente instantáneo o no, se ha debatido a lo largo de los años y se han propuesto varias ideas. Por lo que puedo entender, el asunto no ha sido resuelto. Una búsqueda en la red da muchas respuestas. Un punto de partida conveniente es en.wikipedia.org/wiki/Measurement_in_quantum_mechanics

Respuestas (6)

Aquí hay una primera sugerencia de los problemas que causaría este modelo: digamos que tiene un par de partículas entrelazadas muy separadas y dos observadores que miden una cada uno. La idea de este modelo sería que cuando se mide la primera partícula, envíe alguna señal para decirle a la otra partícula en qué estado debe estar. Pero gracias a la relatividad, el orden de las mediciones no tiene por qué ser absoluto: se podría arreglar fácilmente que un observador ve que una persona mide primero mientras que otro observador ve que el otro mide primero al par. Entonces, ¿hacia dónde va la señal?

Bueno, podría continuar diciendo que hay un marco de referencia especial para enviar señales cuánticas, lo que parece probable, pero a primera vista sigue siendo consistente con las leyes de la naturaleza tal como las conocemos. Sin embargo, un artículo bastante reciente parece descartar esto también.

Si acepta que no puede enviar información más rápido que la velocidad de la luz, entonces un resultado bastante reciente muestra que esto implica que no puede hacer que el colapso del entrelazamiento se propague a una velocidad finita.

Aquí está el papel en cuestión. Específicamente, los autores muestran que con un par de partículas entrelazadas solo se pueden establecer límites inferiores en la velocidad a la que una señal podría viajar, como era de esperar, pero en una medición adecuada de cuatro partículas entrelazadas, cualquier señal de velocidad finita conduce a una señalización superlumínica.

Resumen: La violación experimental de las desigualdades de Bell utilizando medidas separadas similares al espacio impide la explicación de las correlaciones cuánticas a través de influencias causales que se propagan a una velocidad subluminal1, 2. Sin embargo, cualquier violación experimental siempre podría explicarse en principio a través de modelos basados ​​en influencias ocultas que se propagan a velocidades sublumínicas. una velocidad finita v>c, siempre que v sea lo suficientemente grande3, 4. Aquí mostramos que para cualquier velocidad finita v con , tales modelos predicen correlaciones que pueden aprovecharse para comunicaciones más rápidas que la luz. Esta comunicación superlumínica no requiere acceso a ninguna cantidad física oculta, sino solo la manipulación de dispositivos de medición al nivel de nuestra descripción actual de experimentos cuánticos. Por lo tanto, asumiendo la imposibilidad de usar correlaciones no locales para la comunicación superlumínica, excluimos cualquier posible explicación de las correlaciones cuánticas en términos de influencias que se propagan a cualquier velocidad finita. Nuestro resultado descubre un nuevo aspecto de la compleja relación entre la no localidad cuántica multipartita y la imposibilidad de señalización.

Sin embargo, todavía es una pregunta experimental, y Danu tiene razón sobre los límites medidos actuales de velocidad mínima. Aquí está el poseedor del récord actual, hasta donde yo sé.

Experimentalmente, recuerdo haber visto este documento que establece un límite inferior en la velocidad de la 'distancia espeluznante a una distancia' en unos cuatro órdenes de magnitud más altos que C . Creo que, hasta ahora, los experimentos son consistentes con un efecto instantáneo.

La visión de un experimentalista del enigma:

Un experimento cuántico EPR puede explicarse por el colapso instantáneo de la función de onda, independientemente de la distancia que separe un par de partículas entrelazadas. Pero, ¿tenemos la certeza de que el proceso es realmente instantáneo? Si no, ¿cuál es el límite experimental actual sobre qué tan rápido es el proceso?

En una oración, tiene dos palabras que, en mi opinión, se están malinterpretando en lo que respecta a la física de los sistemas mecánicos cuánticos.

  1. "Colapsar" en lugar de "medir". La medición es lo que tenemos que hacer absolutamente si queremos validar un modelo, ya sea mecánico cuántico o mecánico clásico. No decimos que la solución a las ecuaciones de Newton para la órbita de un satélite "colapsa" cada vez que medimos su ubicación. De manera análoga, cuando medimos un observable que obedece a las soluciones de un sistema mecánico cuántico, estamos midiendo una entrada, el valor propio de energía para la instancia.

  2. el "enredo" no es un acontecimiento místico. La función de onda que define un sistema mecánico cuántico tiene todos los números cuánticos y fases en ella y todas las correlaciones entre las variables impuestas también por las leyes de conservación. Cuando se mide un instante del problema bajo consideración, todas las correlaciones están acompañadas por la imposición de una solución matemática para el problema. Cada instante medible la función de onda tiene que obedecer leyes de conservación por construcción.

El término "instantáneo" tiene poco significado, ya que estamos hablando de una sola entidad, es decir, la función de onda. Sí, es instantáneo, ya que instantáneamente sabemos que si es luna llena saliendo, el sol acaba de ponerse.

Las consecuencias de la paradoja EPR son las siguientes:

  1. El universo no es local pero obedece a la mecánica cuántica
  2. El universo es local y la mecánica cuántica es incorrecta ya que hay variables ocultas en el universo.

Sin embargo, en 1964, en un artículo titulado "Sobre la paradoja de Einstein Polosky Rosen", el físico John Bell presentó una solución para esta paradoja EPR. El experimento para probar si 1 o 2 son la respuesta correcta se realizó en 1972 y demostró que el universo no es local y que la mecánica cuántica es correcta. Si desea obtener más información sobre esto, consulte el teorema y las desigualdades de Bell. Y por no local queremos decir que si dos partículas están entrelazadas, entonces una afecta a la otra instantáneamente. http://plato.stanford.edu/entries/bell-theorem/

El experimento EPR no implica que las leyes de la física no sean locales. Ver https://arxiv.org/abs/quant-ph/9906007

y

https://arxiv.org/abs/1109.6223 .

Es bien sabido que el experimento EPR no se puede utilizar para transferir información más rápido que la luz. El punto que pregunta el OP es sobre la velocidad a la que funciona el proceso de enredo. Y es que es instantáneo, que como dice Rococó, funciona incluso hacia atrás en el tiempo en algunos fotogramas. Pero, de nuevo, no tiene nada que ver con la transferencia de información .
@Alfred si no tiene nada que ver con la transferencia de información, ¿cuál es la paradoja ? ¿O quieres decir que se ha solucionado?
@alfred entanglement no funciona instantáneamente ni retrocede en el tiempo como se explica en los documentos vinculados en mi respuesta. Además, la implicación del enredo de lo que se trata todo este alboroto es que cuando se comparan los resultados de mediciones separadas en el espacio, los resultados se correlacionan en mayor medida de lo que podrían estar si fueran el resultado de una transferencia de información más lenta que la luz entre los sistemas descritos. por variables estocásticas, por lo que se trata de información.
@alanf Es información en lo que respecta a las partículas entrelazadas. No se puede utilizar para transferir información más rápido que la luz entre dos observadores.
@Alfred ¿A qué se refiere "eso" en estas oraciones?
@alanf It= el enredo en cierto sentido es una información instantánea para las propias partículas entrelazadas . PERO (=entrelazamiento) no se puede usar para transmitir información de un observador a otro más rápido que la luz. Usted mismo usó la frase " así que se trata de información ".
El enredo no implica la transferencia instantánea de información. La información se transmite íntegramente por medios locales, a pesar de las afirmaciones en contrario de personas que deberían saber más.
@RogerVadim Lo siento, me perdí tu comentario. No digo que la paradoja esté resuelta . Solo digo que la paradoja no es una violación tan grave de la relatividad especial como una transferencia efectiva de información de un observador a otro. Menos grave, pero una paradoja no obstante. Einstein no tuvo que luchar contra la Mecánica Cuántica porque QM no es tan malo con respecto a SR.
@alanf Creo que todo depende de lo que uno llame "información". El enredo no implica la transferencia instantánea de "información útil". "Algo" que no es "información útil" es instantáneo. Y Einstein estaba muy preocupado por este "algo". No tenía que estar tan preocupado. Este "algo" provoca la violación de las desigualdades de Bell. No se puede ignorar por completo esta paradoja y afirmar que no existe. Pero uno puede vivir con eso.
@Alfred Lea los enlaces. El enredo no implica en absoluto la transferencia instantánea de información. El teorema de Bell dice que las correlaciones epr no pueden explicarse mediante cambios locales en las variables estocásticas, pero los observables cuánticos no son variables estocásticas, por lo que el teorema de Bell no implica que cambien no localmente y la física cuántica implica que cambian completamente por cambios locales. medio.

Es imposible verificar experimentalmente que cierta velocidad sea instantánea simplemente porque no podemos medir el infinito. Lo que podemos medir es que parece estar acercándose a lo instantáneo.

Hasta ahora, se ha medido que la velocidad de colapso es al menos cuatro magnitudes más alta que C .

Así, si resulta que la velocidad es instantánea, esto se deberá a algún argumento teórico que simplifica la teoría. Hasta ahora, solo sabemos teóricamente que el efecto no es local en el sentido de que el efecto se propaga más rápido que C y este efecto ha sido verificado experimentalmente como se indicó anteriormente.

Vale la pena recordar que Newton negó filosóficamente la posibilidad de acción instantánea a distancia (remontándonos a Aristóteles) para la gravedad y lo cual fue verificado en el GR de Einstein. Tal vez sea así de nuevo en este caso. Es una pregunta abierta para la nueva física.