[nanocursus] De EPR-Paradox, het experiment van Bell en waarom het heelal waarschijnlijk niet gedetermineerd is

[cock]

Dag 31.70 70 en Bartjes,

Ik heb de prachtige tekst van 31 70 70 waar Bartjes naar verwees gelezen. Ik maakte me daarbij de volgende bedenking. Schijnbare statistische anomalieën, die contra-intuïtief lijken, komen ook voor in de niet kwantum wereld, die dus met klassieke fysica kan bekeken worden. Ik denk daarbij meer bepaald aan het drie deurenprobleem (zie wikipedia, drie deurenprobleem). Hierbij komen ook verborgen variabelen en keuzes voor. Die macroscopische problemen worden o.a. opgelost met de "Bayes-statistiek".

Ik heb te weinig wiskundige kennis om die op het gestelde probleem toe te passen, maar misschien slaag jij erin. Het is in ieder geval, denk ik, de moeite om het door Bell gestelde probleem eens te vergelijken met het drie deuren probleem (van Savant). Daar verandert een kans van 33% tot 66% (gecontroleerde gegevens), dit om, in eerste instantie, contra-intuïtieve redenen.

Cock

[Bartjes]

@ cock


Denk je dat het tegen-intuïtieve resultaat van het Bell-experiment op eigenaardigheden binnen de waarschijnlijkheidsrekening berust, en dus niets met de kwantummechanica te maken heeft?

[cock]

Dag Bartjes,

Ik merk dat ook in het drie deuren probleem ook verborgen variabelen en keuzes voorkomen, er zijn dus overeenkomsten. Nu is materie op kwantumniveau anders, men komt in de buurt van de ons bekende (meetbare) dimensies. Maar ook hier kunnen verborgen variabelen meespelen, en nog verborgener dan die in het drie deuren probleem, want ze zijn onmeetbaar, en enkel onrechtstreeks (bv. via statistiek) waar te nemen.

Groeten en prettige kerst,

Cock

[Bartjes]

@ Cock


Het is al bekend dat het Bell-experiment ook met verborgen variabelen "verklaard" kan worden, bijvoorbeeld via het superdeterminisme. Ik heb deze nanocursus zo kritisch mogelijk bekeken, maar ook ik kom tot de conclusie dat onze gebruikelijke klassieke voorstellingen onhoudbaar geworden zijn. Alleen met zeer exotische modellen valt er nog iets van het klassieke mechanische universum te redden.


Of het drie-deuren-probleem een oplossing biedt weet ik niet. Ik zie nog niet hoe je zo de argumentatie van 317070 onderuit kunt halen. Wellicht is het interessanter om een kwantummechanische variant van het drie-deuren-probleem te bedenken...

[cock]

Dag Bartjes,

Het was de bedoeling om het drie deurenprobleem op kwantum fysisch niveau te bekijken, met de klassieke voorstelling zal het inderdaad niet kunnen., Maar dat kwantum uitstapje zal uiteraard verschrikkelijk moeilijk zijn. Ik ben te veel filosoof en te weinig wiskundige en statisticus om dat te kunnen, vrees ik. Maar ik zal verder pogen. Heb jij ideeën? De hamvraag is hier wel het determinisme. Van dat determinisme onthou ik dat dezelfde oorzaken dezelfde gevolgen hebben, en dat laat weinig ruimte voor toeval, ik denk dat dat ook voor de kwantumverschijnselen geldt. Zelfs de mooie tekst van 31 70 70 heeft me nog niet (helemaal) van het tegendeel kunnen overtuigen.

Groeten,

Cock

[Bartjes]

@ Cock


http://en.wikipedia.org/wiki/Monty_Hall ... um_version


Het is dus al gedaan!


Nogmaals: determinisme is niet volstrekt uitgesloten, maar het moet dan wel een exotische versie zijn (zoals bijvoorbeeld mijn voorgestelde monaden-universum).

[Bartjes]

@ Cock


Aanvullend nog: lees zo nodig mijn commentaar in dit topic nog eens door. De empirisch gevonden uitkomsten van het Bell-experiment zijn sowieso in strijd met de tabel (berichtje #12) die je op basis van evident lijkende fysische aannamen (opgesomd in berichtje #14) kunt opstellen. Logische conclusie is dan dat alle alternatieven voor de kwantummechanische verklaring ook zelf in botsing moeten komen met één of meer van die evident lijkende fysische aannamen (berichtje #14). Anders gezegd: alternatieven voor de kwantummechanische verklaring zullen ook zelf een exotisch karakter hebben, of ze nu deterministisch zijn of niet. - Daar is toch geen speld tussen te krijgen?

[cock]

Dag Bartjes,

Ik zal grondig doen wat je voorgesteld hebt, en hoop je binnenkort daarvan te berichten.

Maar eerst toch nog het volgende: Ik lees in "Wikipedia, de EPR" paradox het volgende; "In feite is er geen theorie bekend over de verbinding A en B. Dat wil zeggen, we kunnen de twee deeltjes op twee verschillende lokaliteiten zien, maar 'elders' liggen de deeltjes bij/op/in elkaar verstrengeld oftewel kwantumverstrengeling."

Dus zoals hier omschreven is de uitkomst van Bell, geen toeval (willekeur), maar een verstrengeling ergens anders.

Dat "elders" uit het citaat zijn dan dimensies die we (nog) niet kunnen waarnemen. Zeer erg verborgen variabelen dus, en geen zuiver toeval. Je monaden-idee is interessant. Doet het je niet aan branen denken?

Ik werk ook met superposities, die zo verbonden zijn dat afstand (zoals we dat in klassieke termen zien) ze niet kan scheiden. Ik ga me nu over de teksten buigen, waarnaar je me verwees. Hopelijk kan ik iets vinden, dat licht brengt, wie weet.

Groeten,

Cock

[Bartjes]

@ Cock.


Bij zuiver toeval (volgens de kwantummechanica) denk ik dan meer aan het verval van een instabiel deeltje of atoom dat niet met iets anders verstrengeld is, als zoiets überhaupt bestaat.


Wanneer je niet-lokale oorzaken toelaat kan het Bell-experiment bijvoorbeeld ook door de Broglie–Bohm theorie verklaard worden:


http://en.wikipedia....and_nonlocality


De kern van de zaak is dat er wel alternatieve mogelijkheden bestaan de Bell-experimenten te verklaren, maar dat je hoe dan ook minstens één geliefd klassiek beginsel of uitgangspunt moet opgeven.

[cock]

Dag Bartjes,

Dank voor de verwijzing, maar ik kan je er nog niet direct een op geven, ik moet al die gegevens nog verwerken.

Ik heb ondertussen nog een tekst gevonden over polarisatieschermen, het is helaas een fotocopy zonder verwijzing naar het boek. In die tekst staat : "Evenals de spin van een deeltje op het kwantumniveau is ook de polarisatie van een foton in een of andere richting een 'ja/nee'-eigenschap. Een foton is of in een bepaalde richting gepolariseerd, of niet." Maar wie zegt dat, zou het niet kunnen dat er ook zo iets bestaat als een toestand "niet aan, niet uit", zoiets als een neutrale toestand, zeg maar nul, dat de keuze maakt bij het passeren van de polaristatiefilter, namelijk 1/2 aan 1/2 uit? Als ik me niet vergis (maar dat is jammer genoeg waarschijnlijk het geval) zou de tabellen van 31 70 70, er dan misschien anders uitzien (25 %). Ik denk aan het volgende: als men drie polarisatie schermen neemt, het eerste verticaal plaatst het tweede in een hoek van 45° en het derde horizontaal, dan zullen nog 1/8 van de fotonen door komen. Idem voor een verticaal geplaatste polarisatiefilter en een erop volgende filter op 45° waar 1/4 doorkomt. Als men een verticale filter neemt, en daarachter een horizontale, komt er niets door. Het lijkt wel of die schuin geplaatste filter deeltjes op nul stand brengt, waarna een uitgestelde 50/50 keuze, komt.

Zit er iets in die redenering denk je?

Groeten,

Cock

[317070]

Het lijkt wel of die schuin geplaatste filter deeltjes op nul stand brengt,

Nee, het is een stuk simpeler. De deeltjes komen eruit in dezelfde richting gepolariseerd als de filter.

[Bartjes]

De werking van de polarisatiefilters is ook irrelevant voor de conclusie dat naïef klassieke verklaringen van het Bell-experiment falen. Het polarisatiefilter wordt in mijn "vertaling" van 317070's argument niet eens genoemd, en dat hoeft ook niet. Je hoeft alleen het bestaan van meetdozen 1 en 2 te veronderstellen waarvan de inhoud identiek is en waarvoor de observaties 1 t/m 3 bekend zijn. Een eventuele fout in de argumentatie kan dus niet op de polarisatiefilters betrekking hebben, omdat die in de argumentatie geen rol spelen.

[cock]

Dag Bartjes en 31 70 70,

Sorry, maar ik begrijp het niet, misschien komt het door het boek met de merkwaardige titel (*) die ik aan het lezen ben. Daarin staat dat twee verstrengelde fotonen identiek zijn.

- Ik heb begrepen dat Einstein betwijfelde dat je door het ene deeltje te meten, de toestand van het andere deeltje kom bepalen. Uit de proeven van Bell en van Aspect blijkt dat er wel degelijk een correlatie is, als de deeltjes (fotonen) op hetzelfde tijdstip gemeten worden. Waaruit moet blijken dat verstrengeling non-lokaal is. Uit deze empirische waarnemingen besluit de auteur “ons heelal kan niet beschreven worden met een theorie die zegt dat deeltjes altijd onveranderlijke eigenschappen hebben en die zegt dat metingen die op een plaats worden gedaan, niet beïnvloed worden door metingen op een andere plaats.”

- Nu is mijn probleem het volgende: Als de twee deeltjes identiek zijn, dan hebben ze ook dezelfde eigenschappen (zoals spin etc..), ze zijn dus identiek "onbepaald", tot ze gemeten worden. Als de eigenschappen van een deeltje dan gemeten worden op tijdstip t, dan zal het andere deeltje dat op hetzelfde tijdstip gemeten wordt, gecorreleerde eigenschappen hebben. de plaats van de meting heeft dan geen belang (non-lokaal).

- Een analoog voorbeeld, stel: twee identieke schroeven hebben dezelfde draairichting en draaisnelheid. Als de schroeven op hetzelfde ogenblik tot stilstand gebracht worden, zal de schroefstand identiek zijn. De plaats waar de schroeven tot staan gebracht worden, is dan niet van belang, enkel het tijdstip van de meting telt. Er is dus een correlatie van de eigenschappen in tijd, niet in de plaats. Maar daar is helemaal niets wonderlijks aan. De kwantumfysica toont hierin weinig verschil met de klassieke fysica. Maar dat lijkt me te eenvoudig.

Welke denkfout maak ik hier in mijn naïef klassieke verklaring? Kan u me helpen?

Cock

(*) Chad Orzel, “Hoe leer je natuurkunde aan je hond", Uitg. Lias, 2012, pp. 151-176.

[Bartjes]

@ Cock


Het is helemaal niet nodig de kwantummechanica te begrijpen, om te kunnen inzien wat er uit de Bell-experimenten volgt. Je hoeft er zelfs geen populairwetenschappelijke boeken over kwantummechanica voor te lezen.


Wat je zou kunnen doen is de argumentatie van 317070 of die van mij in het commentaar stap voor stap in je eigen woorden om te zetten. Zo kan je jezelf overtuigen dat het argument klopt. Op die manier is het mij ook gelukt de argumentatie aangaande dit experiment te doorgronden.


Zou je met twee uitgezonden schroeven (in plaats van signalen of deeltjes) een klassieke verklaring voor de Bell-experimenten kunnen geven, dan zou dat zeer interessant zijn! Laat ons maar eens zien...

[cock]

Zal ik proberen te doen Bartjes, Dank voor de commentaar.

Cock