Spooky Action at a Distance

[Anonymous]

In 1935 publiceerden Einstein, Podolsky en Rosen een artikel waarin ze claimden dat de Quantum Mechanica incompleet was. Een halve eeuw later bleek - uit experimenten o.a. uitgevoerd door Alain Aspect - dat hun aanname die zeer aannemelijk leek fout was. Het universum is niet lokaal. De uitkomst van een gebeurtenis op een zekere plek, kan gelinkd zijn aan wat er gebeurt op een andere plek, zelfs als er niks tussen beide locaties reist (!); omdat daar bijvoorbeeld simpelweg te weinig tijd voor is (niks gaat harder dan de lichtsnelheid).

Hoe zit dit nou: Aspect toonde met zijn experimenten aan dat de beroemde Bell ongelijkheid geschonden wordt en dat Einstein dus geen gelijk had. Quantum Mechanica is een correcte volledige theorie. "Spooky Action at a Distance" bestaat. Maar ook het feit "dat niks sneller dan de lichtsnelheid gaat" is zeer algemeen geaccepteerd. Heeft iemand er een idee van hoe er instantaan informatie van de ene gebeurtenis naar de andere kan worden overgedragen? Is onze werleld "niet lokaal"? Dat kan toch haast niet?

[Bert]

In hoeverre had Einstein geen gelijk? Het is waar dat hij ongelijk had op het punt van het lokale gedrag van de natuur. Maar (hoewel dat tegenwoordig vaak anders wordt verteld) was EPR daar niet op gericht. EPR was gericht op het feit dat het wel degelijk (onder omstandigheden) mogelijk was positie en impuls van een deeltje te bepalen en die redenering is (ondanks dat het in de geschiedenisboekjes vaak anders staat) nooit door iemand weerlegd. De genoemde Bell was het op dat punt met Einstein eens. Einstein probeerde aan te tonen dat Quantum mechanica niet volledig was en ook daarmee was Bell het eens (Bell was een fel kriticus van de Kopenhagen school van Niels Bohr). Inmiddels staat de volledigheid van de quantumtheorie ook weer volop in discussie: de theorie geeft fantanstische resultaten maar zit vol ongerijmdheden.

[Bruce]

Dit verschijnsel is NIET in strijd met de relativiteitstheorie omdat er geen INFORMATIE kan worden overgedragen via deze methode. Dat komt omdat de toestanden van de deeltjes berusten op toevalligheden. Je kan deze toestanden detecteren maar nooit naar jou hand zetten.

Als je bijvoorbeeld ergens een deeltje detecteerd met spin down, dan "weet" het daar aan gerateerde deeltje op een grote afstand gelijk dat het een spin up moet krijgen. En vice versa. Maar van tevoren was het van geen van beide deeltjes duidelijk welke spin ze hadden, dat is het vreemde van de quantummechanica. Er kunnen dus geen codes over grote afstand mee verzonden worden.

Sorry dat dit een beetje een kromme uitleg is. Er zijn vast en zeker boeken en sites en misschien wel mensen op dit forum die het beter uitleggen.

[Anonymous]

Er kunnen dus geen codes over grote afstand mee verzonden worden.

Ja inderdaad; volgens mij is dat het. Net als dat bijvoorbeeld een mug over een lamp loopt en jij naar de schaduw kijkt die de mug op een scherm werpt. Dat kan - als het scherm ver genoeg staat, de schaduw sneller bewegen dan de lichtsnelhied. Maar hier is dan ook geen enkel probleem mee. Je kan niks met die schaduw doen ofzo; al vindt ik het wel vreemd. Je zou toch denken dat zo een schaduw informatie met zich mee kan dragen: ?!?! Als je in plaats van die mug een en die lamp de zon en een groot zwart doek, met daaruit weggesneden wat letters. Door weer verweg een groot scherm te zetten, kan je deze letters - door het zwarte doek te verschuiven - heel snel laten verschuiven: sneller dan de lichtsnelheid als je dat wil (door het scherm maar verweg genoeg te zetten). Daarmee kan je dan toch INFORMATIE overdragen over het scherm!

[Anonymous]

EPR was gericht op het feit dat het wel degelijk (onder omstandigheden) mogelijk was positie en impuls van een deeltje te bepalen en die redenering is (ondanks dat het in de geschiedenisboekjes vaak anders staat) nooit door iemand weerlegd.

Komt dit omdat in de experimenten die gedaan zijn de spin wordt gemeten ipv positie en snelheid omdat dat experimenteel makkelijker voor elkaar te krijgen is? Wat ze voor zover ik weet gedaan hebben is een electron positron paar, vergregen uit een Pi_0, die spin 0 heeft, maken. De som van de spins van elec. en pos. moet dus ook 0 zijn.

Als je de spin van het elec. meet bijv. UP; dan moet de spin van het positron DOWN zijn, en dat blijkt inderdaad het geval. Dus door iets hierzo te meten beinvloed je instantaan het effect op daarzo.

Mijn vraag is dus: Is dat met positie en impuls door niemand weerlegt omdat zo een experiment te moeilijk was, of zijn daar andere redenen voor? Dus net zo een experiment, je schiet twee deeltjes weg, door behoud van impuls enzo gedragen ze zich identiek; Je kan niet de positie EN de impuls van eentje weten (Heisenberg). Maar wel de impuls van de ene en de positite van de andere.

Inmiddels staat de volledigheid van de quantumtheorie ook weer volop in discussie: de theorie geeft fantanstische resultaten maar zit vol ongerijmdheden.

Kan je een voorbeeld geven? Ik dacht juist dar QM juist steeds steviger in de schoenen stond.

[Bert]

Het gedachten experiment dat door Aspect is getest wordt doorgaans EPRB gemoemd, een aanvulling bedacht door Bohm die veel gemakkelijker te testen was.

Bij het EPR experiment wordt een toestand van 2 deeltjes geprepareerd waarbij de gemiddelde positie van de beide deeltjes een bepaald punt is in het centrum van het laboratorium en de som van de impulsen 0 is (deze toestand van 2 deeltjes is theoretisch mogelijk). Zolang er geen meting heeft plaats gevonden ligt van geen van de deeltjes de positie en de impuls vast. Door het meten van de impuls van het deeltje1 neemt deeltje2 (volgens de quantummechanica) op hetzelfde moment ook een vaste impuls aan. Door op het zelfde moment de positie van deeltje2 aan te meten weet je van deeltje2 dus op dat moment de positie en de impuls. Je zou kunnen tegenwerpen dat de meting van de positie van deeltje2 de impuls onmiddelijk weer verstoord en dat je dus niets aan die informatie hebt. Het punt van Einstein is echter dat de populaire interpretatie van de onzekerheidsrelatie van Heisenberg: "je kunt niet de plaats en de impuls van een deeltje tegelijkertijd bepalen" niet klopt.

Het belangrijkste probleem van quantummechanica is het meetprobleem; quantummechanica bestaat eigenlijk uit 2 theorieen: een theorie over de wijze waarop een golffunctie zich ontwikkelt als er geen meting plaats vindt (dat is een volledig deteministisch proces: de toestand op tijdstip t wordt volledig bepaald door de toestand op tijdstip 0) en een theorie die zegt wat er gebeurt als er een meting plaats vindt. De meting is niet deteministisch: uit de vele mogelijke meetresultaten wordt er bij toeval een gekozen. De golffunctie na de meting volgt niet deterministisch uit de golffunctie voor de meting. Wanneer je echter gemeten systeem en meetinstrument als een groot quantummechanisch systeem ziet dan volgt de toestand na de meting wel uit de toestand voor de meting. Een proces kan echter niet tegelijkertijd deterministisch en niet deterministisch zijn zodat er hier gewoon iets niet klopt. Deze lacune ontstaat doordat de quantummechanica wel zegt wat de uitkomst van een meting is maar niet beschrijft wat een meting eigenlijk is.

[Stefan]

Bedankt Bert. Binnenkort begin ik bij m'n studie aan een project over Bell ongelijkheden dus ik ben benieuwd wat ik er nog allemaal over te weten kom.

[Stefan]

Check this out:

A historical and modern view on Bell's inequality

[peterdevis]

Als je in plaats van die mug een en die lamp de zon en een groot zwart doek, met daaruit weggesneden wat letters. Door weer verweg een groot scherm te zetten, kan je deze letters - door het zwarte doek te verschuiven - heel snel laten verschuiven: sneller dan de lichtsnelheid als je dat wil (door het scherm maar verweg genoeg te zetten). Daarmee kan je dan toch INFORMATIE overdragen over het scherm!

De informatie overdracht gebeurd hier tussen diegene die de letters plaatst(das diegene die het scherm plaatst) en diegene die de letters leest. Deze informatieoverdracht gebeurd met de lichtsnelheid. Door het doek te verschuiven kun je ervoor zorgen dat een ander dezelfde informatie ontvangt (tegen lichtsnelheid) maar heel snel nadat de eerste persoon deze informatie al ontvangen heeft.

[Germen]

Klopt.

[Stefan]

Als je in plaats van die mug een en die lamp de zon en een groot zwart doek, met daaruit weggesneden wat letters. Door weer verweg een groot scherm te zetten, kan je deze letters - door het zwarte doek te verschuiven - heel snel laten verschuiven: sneller dan de lichtsnelheid als je dat wil (door het scherm maar verweg genoeg te zetten). Daarmee kan je dan toch INFORMATIE overdragen over het scherm!

Dit was maar een idee dat in me opkwam.. (een tijd geleden..)

Trouwens: er is niks dat verbied dat informatie sneller dan het licht wordt overgedragen! Wel dat dingen elkaar beinvloeden sneller dan het licht. Dus dat een gebeurtenis A invloed heeft op een gebeurtenis B nog voordat een lichtstraal vanuit A, B heeft bereikt is onmogelijk (volgens rel th.) (en als dit niet zo zou zijn causaliteit worden geschonden).

Edit: hmm.. nu ik dit zo terug lees ben ik er niet meer zo zeker van eigenlijk

[Germen]

Hier wordt geen informatie sneller dan het licht overgedragen. Dus kan het.

[Ruud]

maar als je dan info krijgt die sneller dan het licht gaat

dan kijk je zeg maar in de toekomst

want je krijgt informatie voor dat het licht (of andere vorm van straling) je heeft bereikt

en dan stel nou iemand komt een kamer binnen, die kamer is een lichtjaar lang iemand anders aan de andere kant komt ook binnen een van die stuurt de ander informatie sneller dan het licht laten we zeggen 2 keer sneller het beeld van hem is al onderweg maar die info haalt dat in en komt eerder aan bij de ontvanger hij krijgt dat maar ziet nog niemand bij die deur staan:

en die persoon die die informatie heeft verstuurd ziet jou ook nie

en de ontvanger gaat via een hal naar de andere kant van de kamer waar de verstuurder staat, de verstuurder ziet die persoon pas na een jaar want die kamer was een lichtjaar lang maar als die die ontvanger ziet is die al onderweg en komt die veel sneller aan dan verwacht

dus dat lijkt mij een beetje vaag een beetje iets doen voordat je het weet:S

of ziet dan

[Elmo]

maar als je dan info krijgt die sneller dan het licht gaat

dan ...

... dan heb je iets gevonden dat in strijd is met zowel de huidige relativiteitstheorie als de huidige quantummechanica (Standaard Model). Dat kan dus niet.

Het experiment zoals het hier beschreven wordt is niet in strijd is met de relativiteitstheorie, nog met de quantummechanica, omdat er geen informatie wordt overgedragen!. Dat is het hele punt: door de ene spin te meten, weet je wel wat de waarde van de andere spin is, maar daar kan je niets mee. Je kan zo geen informatie overdragen, en daarom "mag het van de natuur".

[Ruud]

maar als die informatie nou een stel coordinaten zijn

die zeggen aan de ontvanger dat daar iets is

dat die kamer super lang is

dat is toch informatie?