EPR paradox

[Math-E-Mad-X]

En als dat correct is, is dat dan geen schending van de relativiteit?

Een wet is pas geschonden als zij tegenstrijdige waarneembare resultaten voor een experiment voorspelt.

In jouw gedachten experiment bewijs je weliswaar dat er informatie sneller dan licht gaat, maar je laat op geen enkele manier zien dat er tegenstrijdige waarnemingen voorspelt worden. De explosie vindt plaats voor beide waarnemers, of vindt voor beide waarnemers niet plaats, maar wat er ook gebeurt, er is geen tegenspraak.

Dus is er niks mis met de theorie.

[Flisk]

De muur is heel en kapot tegelijk totdat je de muur waarneemt. Zodra je waarneemt dat de muur kapot gaat krijgt de afgevuurde kogel de eigenschap dat hij zwaar is, en de kogel in de doos krijgt op dat moment de eigenschap dat hij licht is.

Dat lijkt mij toch ook niet juist. Neem je Schrodinger's cat erbij op dit voorbeeld.

Waarnemer A en waarnemer B:

B staat met zijn rug naar de muur en A kijkt ernaar. Waarnemer A weet dus voor waarnemer B wanneer de muur al dan niet kapot is. Dus terwijl A weet dat de muur bvb kapot is, is hij voor B kapot en heel tegelijk. Dit kan niet want A kan met zekerheid zeggen dat de muur kapot is.

Het uiteenvallen van de golffunctie hangt dan af van de waarnemer, en niet van het object.

Uit alledaagse experimenten, kan je stellen dat de uitkomst voor A en B hetzelfde zal zijn.

Dit probleem kan natuurlijk omzeild worden door te zeggen dat de golffunctie uiteenvalt op het vroegst mogelijke moment dat men de situatie zou kunnen waarnemen. Dit zou zijn als de kogel de eigenschap krijgt net wanneer hij inslaat. Dit lijkt mij ook verkeerd?

[Math-E-Mad-X]

In principe krijgen alle objecten die entangled zijn met de muur hun eigenschap zodra de muur door iets of iemand waargenomen wordt. Dus zodra A waarneemt dat de muur kapot is, is dat de enige echte waarheid. Het ligt vanaf dat moment vast dat B even later ook zal waarnemen dat de muur kapot is. Over wat 'waarnemen' precies inhoudt bestaat voor zover ik weet geen consensus in de wetenschap.

[Michel Uphoff]

B staat met zijn rug naar de muur en A kijkt ernaar. Waarnemer A weet dus voor waarnemer B wanneer de muur al dan niet kapot is. Dus terwijl A weet dat de muur bvb kapot is, is hij voor B kapot en heel tegelijk. Dit kan niet want A kan met zekerheid zeggen dat de muur kapot is.

Daar zie ik het probleem niet van. A kan inderdaad voor dat B dat ooit kan weten, waarnemen dat de muur kapot is. Punt is dat A dat aan B zou kunnen mededelen, maar dat zal nooit sneller kunnen gebeuren dan met de lichtsnelheid. Dus kan de kennis van A nooit vroeger bij B aankomen dan de waarneming van de kapotte muur door B zelf. De communicatie kan nooit sneller dan het licht, en er is dus geen tegenstelling.

[Michel Uphoff]

Mag ik het zo samenvatten?

Niets kan sneller dan het licht is correct zolang we spreken over de oorzakelijke natuurkunde. Voor communicatie is altijd een klassiek pad vereist, en daarvoor geldt de beperking van de lichtsnelheid. Het is onmogelijk om via verstrengeling te communiceren, omdat het voor de verzender onmogelijk is om controle te hebben over het verzondene-, en dus kan de verzender de ontvanger nooit via een verstrengeling beïnvloeden. Derhalve leidt kwantumverstrengeling nimmer tot informatieoverdracht en dus nimmer tot schending van de relativiteit.

Het 'geen communicatie theorema' klik is dus van toepassing op deze (quote Einstein:) 'spukhafte Fernwirkung'

Maar toch.. het blijft jeuken,

[Flisk]

Wat ik mij er ook bij voorstel:

Het instorten van de golffunctie (en dus het bepalen van een eigenschap) na het waarnemen ervan op een specifieke plek en tijd in de ruimte, wordt verzonden met de lichtsnelheid. Neem d de afstand tussen waarnemer A en B, waarnemer A voert een meting/waarneming uit. Dus waarnemer B weet slechts d/c seconden na A wat de uitkomst van de meting was en tot dan, blijft voor B de golffunctie, of onzekerheid bestaan.

Dit is wel interessant, mijn gevoel

zegt me dan:Het lijkt of het waarnemen/meten van realiteit, deze realiteit 'creëert' en deze wijziging in de ruimte aan de lichtsnelheid wordt verstuurd.

[317070]

Derhalve leidt kwantumverstrengeling nimmer tot informatieoverdracht

Neen, informatieoverdracht is een slecht woord. Er wordt wel degelijk informatie overgedragen (wordt trouwens quantuminformatie genoemd). Maar, de inhoud van die informatie is strikt willekeurig. En dat die quantuminformatie echt 100% willekeurig is, en niet afhangt van een onderliggende theorie die we nog niet kennen, is wat de EPR-paradox ook aantoont.

Maar zoals eerder gezegd. De 'sneller-dan-licht' communicatie is niet de meest gebruikelijke manier om er naar te kijken (bij mijn weten). Hierbij komt dan namelijk ook de vraag 'hoe' dat gecommuniceerd wordt. Als je 'realisme' laat vallen, lijken mij er veel minder vervolgvragen te zijn...

[Michel Uphoff]

informatieoverdracht is een slecht woord

Inderdaad kan dat beter geformuleerd.

Natuurlijk bedoelde ik informatie in de menselijke betekenis die bruikbaarheid inhoudt.

[descheleschilder]

Ik zou graag nog even willen terugkomen op het gedachtenexperiment van Michel Uphoff dat er op een lichtjaar van hier al dan niet een explosie plaatsvindt, afhankelijk van de spin die hier gemeten wordt van een elementair deeltje, (kwantum)verstrengeld met een deeltje dat op een lichtjaar van hier die explosie zou kunnen doen ontstaan. Er wordt gesteld dat we instantaan de informatie tot onze beschikking kunnen hebben over het wel of niet optreden van die explosie, hetgeen in strijd is met de SRT.

Het punt is dat je wel eerst met zekerheid moet weten dat het verre deeltje gekoppeld is aan een explosie, en die informatie kan niet sneller dan de lichtsnelheid tot jou komen. Het verre deeltje kan invloed hebben op vele dingen, als aan het deeltje hier een meting wordt verricht. Dingen waar wij geen weet van hebben. De informatie om dat te weten te komen kan ons niet sneller dan de lichtsnelheid bereiken. De meting hier zorgt wel instantaan dat het deeltje daar wat voor eigenschap dan ook krijgt (de spin is de meest voor de hand liggende eigenschap voor kwantum-verstrengelde deeltjes), maar weten dat het deeltje daar aan een explosie is gerelateerd is niet instantaan.

[Michel Uphoff]

@313170: Ik neem me nu al jaren voor dat ik er eens een minicursus over ging schrijven, hieronder dus de eerste aanzet.

Lijkt mij een prima opzet!

Misschien kan je a.d.h.v. ondermeer deze berichten een aantal tot de verbeelding sprekende voorbeelden in het verhaal opnemen met de uitleg waarom het zo (ogenschijnlijk) (niet) werkt.

[descheleschilder]

Om nóg een keer terug te komen op Michel Uphoff, aangaande een explosie gekoppeld aan de spin van een deeltje: Op deze manier kun je Natuurlijk geen informatie (die met een maximale snelheid, namelijk de lichtsnelheid, verstuurd kan worden). Als je een boodschap wilt sturen naar de omgeving van het verre deeltje, blijft dit onmogelijk daar de explosies, net zo random zijn als de uitkomsten van de metingen op het deeltje hier op Aarde. Met andere woorden je kunt nooit een patroon met de uitkomsten van de metingen maken, die bijvoorbeeld voor letters staan.

Groetjes, descheleschilder

[Michel Uphoff]

Het blijft toch jeuken, en dus toch nog even een gedachte-experimentje om het wat duidelijker te krijgen:

Men stuurt een verstrengeld deeltje met (vrijwel) de lichtsnelheid naar een spiegel. De spiegel kaatst het deeltje terug naar een detector naast mij die alleen een bom laat ontploffen op als het deeltje -1/2 spin blijkt te hebben. Ik moet vaststellen, dat zolang het deeltje naar de spiegel en weer terug reist, ik een 50-50 kans heb het te overleven. Laten we aannemen dat de reis van het deeltje heen en terug een uur duurt. Daarna ga ik al dan niet dood.

Zou men mij een dergelijk experiment willen aansmeren met een forse beloning als ik het lef heb naast de bom te blijven staan, dan zou ik daar voor passen met slechts 50% kans het te overleven.

Men stuurt een verstrengeld deeltje met (vrijwel) de lichtsnelheid naar die spiegel, maar ik mag de lokale partner detecteren. Dat doe ik zodra de deeltjes vertrekken en bepaal daarmee dus instantaan de spin van het verstrengelde deeltje. Daarmee bezit ik vrijwel onmiddellijk de kennis over het al dan niet exploderen van de bom over (bijna) een uur en blijf rustig staan als blijkt dat de spin van het lokale deeltje -1/2 blijkt te zijn.

Ik incasseer de beloning met veel genoegen, en natuurlijk maak ik mij uit de voeten als blijkt dat het lokale deeltje +1/2 spin heeft en dus over een uur de boel ontploft.

Zo bezien levert de detectie van een superluminale verstrengeling mij dan toch zeer bruikbare informatie op? Heb ik in de toekomst gekeken, althans deze met veel grotere zekerheid voorspeld?

NB: je zou kunnen argumenteren dat er onderweg met het deeltje van alles mis kan gaan, of dat er toch iets niet als voorzien werkt, de spiegel niet volmaakt reflecteert et cetera. Dus kan er geargumenteerd worden dat werkelijke 100% zekerheid pas verkregen is als de bom al dan niet ontploft. Praktisch moet je dan de overlevingskans niet op 100% stellen maar een heel klein beetje lager. Maar ook bij 99,999999% kans dat ik het overleef blijf ik wel staan om zwaar beloond te worden.

[Math-E-Mad-X]

Hier is toch niets superluminaals aan?

Alle informatie over de vraag of de bom zal exploderen of niet kun je terugvinden in het lokale deeltje. De informatie hoeft dus helemaal niet sneller dan het licht te reizen om jouw te bereiken. Hooguit kun je zeggen dat het andere deeltje informatie van het lokale deeltje krijgt sneller dan het licht.

Maar nogmaals, ook in dit gedachtenexperiment is geen sprake van tegenstrijdige waarnemingen of voorspellingen. Dus hoe je dit ook interpreteert, er is geen sprake van een tegenspraak tussen SRT en QM

[descheleschilder]

Ha die Michel. Ik neem aan als jij schrijft "zodra de deeltjes vertrekken" bedoelt "zodra een van de twee verstrengelde deeltjes vertrekt", eentje blijft er immers achter. Maar dat terzijde. Als je de spin van het achtergebleven deeltje meet weet je inderdaad instantaan wat de spin is van het deeltje dat over een uur in de detector terecht komt. De informatie waar jij het over hebt (je weet dat als de gemeten spin van het lokale (achtergebleven) deeltje -1/2 is de bom niet zal ontploffen aangezien de spin van het na een uur terugkerende deeltje door jouw meting instantaan de waarde +1/2 zal aannemen) is echter niet de soort informatie waar het om draait. Het punt is (ondanks dat een meting jou nuttige informatie zal geven omtrent een gebeurtenis die wel of niet plaatsvindt, al naar gelang van de lokale meting aan een deeltje) dat er puur door middel van een meting aan een van de twee ver (zeg enkele lichtjaren) uit elkaar gelegen deeltjes, waardoor je ogenblikkelijk weet wat de toestand van het verre deeltje is, er gewoon geen mogelijkheid is om deze instantane werking te gebruiken voor instantane overdracht van informatie, aangezien je onmogelijk kunt weten wat de uitkomst van je meting is, en je bijvoorbeeld zodoende geen woorden instantaan kunt versturen (uitgedrukt in patronen van spin1/2 en spin -1/2). Gewoon omdat je niet weet wat de volgende meting (van een ander paar waarvan de deeltjes zich op dezelfde plaats bevinden als alle andere paren die je nodig zult hebben.

[Michel Uphoff]

Hooguit kun je zeggen dat het andere deeltje informatie van het lokale deeltje krijgt sneller dan het licht.

Dat bedoelde ik dan ook met superluminale verstrengeling.

geen sprake van tegenstrijdige waarnemingen of voorspellingen

Dat klopt, het eindresultaat staat al vast. Maar zo bezien heb ik toch eerder dan volgens de SRT mogelijk is, informatie heb die ik werkelijk kan benutten?

@descheleschilder: er gewoon geen mogelijkheid is om deze instantane werking te gebruiken

Maar dat lijk ik in mijn voorbeeldje nu juist wel te doen. Zie twee alinea's terug.

Als een deeltje vertrekt met de lichtsnelheid is er conform de SRT geen enkele mogelijkheid te achterhalen wat de eigenschappen van dat deeltje zijn voordat het deeltje terug is, want daarvoor zouden we het deeltje met superluminale snelheden moet gaan benaderen en detecteren en de informatie terug laten zenden. Dus is er met inachtneming van de SRT in mijn visie geen enkele andere optie dan een uur (in het voorbeeldje) te wachten alvorens er zekerheid is over de toestand van de bom.

Met gebruikmaken van de eigenschappen van verstrengeling lijkt mij dat wachten niet meer nodig, en de vroegtijdige vaststelling van de spin kan wel degelijk nuttig gebruikt worden.

Meer algemeen gesteld: Gebruik makend van verstrengeling lijken er zaken mogelijk die zonder dat fenomeen onmogelijk waren.

Tenzij ik ergens behoorlijk van mijn padje af ben natuurlijk. Daarom leg ik dit gedachtenkronkeltje ook voor.