Tratando de entender la paradoja EPR

Así que sigo leyendo todos estos artículos sobre la paradoja EPR , y los sigo con bastante facilidad hasta llegar al asunto más importante.

Suponiendo que está tratando de medir el giro x e y,

Wikipedia y otros dicen que cuando mides el giro x en la primera partícula, de repente se vuelve imposible medir el giro y en la otra partícula.

Pero nadie realmente continúa diciendo qué significa esto en un sentido físico.

Digamos que tiene 2 detectores reales. Cuando la primera partícula golpea el detector x, ahora se mide el giro x para ambas partículas. Cuando la segunda partícula golpea el detector y, ahora se mide el giro y para ambas partículas. Pero todos estos artículos dicen que el segundo detector no puede medir el giro y. ¿Entonces qué pasó? ¡¿El detector explotó o algo así?!

Revisé el artículo de Wikipedia al que se vinculó y no veo ningún lugar donde diga que es imposible medir el giro y en la otra partícula. ¿Puedes citar eso más específicamente?

Respuestas (5)

Tengo que pensar que David estará de acuerdo, después de reflexionar, en que su respuesta no ha logrado captar la esencia del enredo. Cualquier corriente de partículas, si no está especialmente preparada, medirá +h/2 o -h/2 en el detector A; lo harán con respecto al eje x, o el eje y, o cualquier eje. Exactamente lo mismo es cierto en el detector B. ¿Cómo puede esta circunstancia tan común ilustrar el misterio del enredo? Pero eso parece ser lo que ha dicho David: que si preparas las partículas en el estado entrelazado, obtienes este "resultado extraño". No veo nada extraño en ello, ya que parece ser exactamente el mismo resultado si configura dos detectores muy separados y mide flujos de partículas que son totalmente aleatorios.

Voy a sugerir que el misterio del enredo radica en la perfecta correlación (o anti-correlación) que obtienes cuando configuras ambos detectores a lo largo del eje x. Algunas personas piensan que esto no tiene nada de misterioso porque es exactamente lo que cabría esperar si las dos partículas se crearan con espines iguales y opuestos. Esta gente está muy equivocada. La razón por la que están equivocados es que el experimento funciona igual sin importar cómo alinees los detectores con respecto a la fuente de las partículas. Podemos imaginar un experimento en el que se crean partículas con espines opuestos, pero suponiendo que el eje de espín sea aleatorio en el momento de la creación, no hay forma de que un par de detectores muestren una correlación del 100 % sin importar el ángulo en el que lo configure. De hecho, en el caso de enredos, existe una correlación del 100 % independientemente de la orientación.

EDITAR: explico este problema con más detalle en el artículo de mi blog, "Enredo y los polarizadores cruzados" .

En realidad, no estoy de acuerdo. Mi respuesta se refiere a partículas preparadas en estado propio. | s y = + ℏ 2 ⟩ (el estado propio positivo de y-spin), no partículas tomadas de una muestra con espín incoherente. El extraño resultado, como se describe en mi respuesta, es que una partícula preparada con espín s y = + ℏ / 2 se puede medir para tener giro s y = − ℏ / 2 sin pasar por un detector intermedio. Por supuesto, esta no es la explicación que le daría a alguien que pregunta qué es el enredo, pero ese no es el enfoque de la pregunta.
Bien, entonces creo que debes estar equivocado. Parece estar diciendo que las partículas entrelazadas se preparan con espín orientado en la dirección y. En lugar de |+-> - |-+> (estado singlete) ¿está analizando el caso de |+-> + |-+> (estado triplete)? ¿Está bien?
No, estoy hablando de un estado. | x ⟩ para cual ⟨ x | S y 1 | x ⟩ = ⟨ x | S y 2 | x ⟩ = + ℏ 2 , que ninguno de los metro s = 0 los estados que nombraste satisfacen. Aunque, para ser justos, no he estado trabajando con las matemáticas detrás de escena. Veré si puedo hacer eso y descifrar exactamente de qué estado estoy hablando, pero tendré que esperar un tiempo ya que tengo cosas más urgentes con las que lidiar esta noche.
Se me acaba de ocurrir, debo mencionar que eliminé mi respuesta a menos que/hasta que pueda hacer una declaración matemáticamente más precisa.
No creo que esta sea una buena respuesta. Podría darse el caso de que en la creación de la partícula se determine el resultado de medirla en un ángulo alfa, para cada uno de esos ángulos. Lo que quiero decir es que una partícula no contiene un solo vector de información de polarización, sino que contiene un conjunto completo de 360 ​​grados de resultados predeterminados. En ese caso también tendrías una correlación perfecta. La desigualdad de Bell es más sutil que esto, porque excluye esta posibilidad.
Sí, es cierto que la desigualdad de Bell excluye estas posibilidades más sutiles. Pero nadie cree que esas posibilidades descabelladas sean físicamente plausibles. Para el comportamiento básico de una partícula espinora, cuyo estado está definido por la superposición de los componentes spin-up y spin-down, la correlación del 100% sigue siendo la verdadera paradoja y la única paradoja.

No hay problemas con las mediciones del segundo detector. Ocurren como lo harían sin el primer detector. El "problema" es que si los verifica con el conocimiento de los resultados del primer detector, puede notar que las mediciones en ambos extremos están correlacionadas. Si midió x componentes en ambos, definitivamente obtuvo resultados opuestos. Mientras que si marca x en uno e y en otro, no tiene ninguna correlación. Lo cual puede ser confuso.

No es una "paradoja". Einstein estaba preocupado por la realidad objetiva de las variables complementarias. Antes de la EPR, se pensaba que no era posible medir simultáneamente las variables de complementariedad. Sostuvo que alguna propiedad tiene un valor objetivo si, sin alterarla de ninguna manera, podemos saber con certeza qué es. Si medimos el giro z de un par entrelazado, automáticamente sabemos que si se realiza una medición del otro giro z, tendrá el valor opuesto. Según su definición, el espín z de la otra partícula tiene ahora una existencia objetiva. Sin embargo, podemos optar por medir el giro x de la primera partícula y el giro z de la otra partícula. La suposición en la que se coló fue la definición contrafáctica. Como ya no estamos midiendo el giro z de la primera partícula, podemos No argumentaré más que el espín z de la otra partícula tiene un elemento de realidad anterior a la medición. Su argumento se desmorona si no hay una definición contrafáctica.

En cierto modo, para ver la paradoja en el experimento EPR tienes que haber absorbido la mecánica cuántica en tu sangre. De lo contrario, uno podría no ver la sorpresa en el resultado. Creo que una paradoja mucho mejor, para alguien que acaba de aprender la teoría, es el experimento GHZ .

Comienzas con tres fotones en una superposición lineal de dos estados puros. En el primer estado puro, todos los fotones están polarizados horizontalmente HHH. En el segundo estado puro, todos ellos están polarizados verticalmente VVV. En esta situación, la medición de la polarización horizontal frente a la vertical de cualquier fotón determina inmediatamente las medidas de los otros dos.

Algo interesante sucede cuando haces una medición en un ángulo. Es demasiado largo para describirlo aquí, pero es elemental y al pasar unas horas leyéndolo y resolviéndolo, verá algunas cosas increíbles. Mi sensación es que esto es más sorprendente que el experimento EPR, ya que es una aparente contradicción en la forma en que estamos acostumbrados a usar las probabilidades. En resumen, la mecánica cuántica parece tratarse de ondas (y, por lo tanto, de números complejos que codifican la fase y la amplitud de una onda) más que de probabilidades. Me hace sentir que nuestra extracción de probabilidades (es decir, la regla de Born ) es más accidental que fundamental; o que una respuesta a la queja de Einstein sobre QM es que los dados son nuestro juego con el mundo (o quizás viceversa) en lugar de que Dios juegue con los dados.

Al leer el artículo de wikipedia, podemos ver claramente una forma de transferir información más rápido que la velocidad de la luz, por lo que sabemos que hay un error en el artículo.

Digamos que el par de partículas entrelazadas tiene giros x idénticos. Medimos el giro y de una partícula. El giro x de la partícula medida se vuelve aleatorio, el giro x de la otra partícula no se ve afectado.

Bohr desacreditó la afirmación de Einstein, Podolsky y Rosen de que, mediante el uso de partículas entrelazadas, es posible medir tanto el momento como la posición con precisión, diciendo que medir la posición hace que el laboratorio tenga un momento algo incierto, lo que hace que la medición del momento en el laboratorio sea incierto.

Entonces, ¿no crees que la forma de Bohr de resolver la paradoja EPR es la forma correcta de resolver la paradoja EPR?

No, no hay forma de transferir realmente ninguna información utilizando solo los estados entrelazados. También necesita algún otro canal de comunicación para decir cuál fue la medida real realizada en la primera partícula. La velocidad de esta señal está limitada por la velocidad de la luz. Esto se explica bien en el artículo de Wikipedia.
@Olof: Aquí Wikipedia dice erróneamente que la medida de Alice convierte la medida de Bob en lotería: puede imaginar que, cuando Bob mide el giro x de su positrón, obtendría una respuesta con absoluta certeza, ya que antes de esto no ha molestado su partícula en absoluto. Pero el positrón de Bob tiene un 50 % de probabilidad de producir +x y un 50 % de probabilidad de -x, por lo que el resultado no es seguro. El positrón de Bob "sabe" que se midió el electrón de Alice y se detectó su giro z y, por lo tanto, se calculó el giro z de B, por lo que su giro x es incierto.
No, supongamos que comenzamos con el estado enredado | + + ⟩ + | − − ⟩ , dónde ± indicar giro en el z dirección. Si Alicia mide s z ella obtiene s z = ± 1 / 2 , donde cada resultado tiene una probabilidad del 50%. Entonces Bob mide s z . Siempre obtendrá el mismo resultado que Alice. Si A en cambio mide s X , y B medidas posteriores s z volverá a conseguir s z = ± 1 / 2 con un 50% de probabilidad. Así que no importa qué medida hizo Alice, Bob verá el mismo resultado. Para transferir cualquier información, A tendrá que enviar una señal sobre qué medida hizo. Esta señal está limitada por C .
Entonces, ¿no es claramente incorrecta la cita de Wikipedia? Por cierto, no he dicho que puedas transferir información instantáneamente utilizando partículas entrelazadas.
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