Mitkä ovat Einsteinin "pelottavat toimet"?

Vastaus:

Kvantti sotkeutuminen.

Selitys:

Kvanttimekaniikka kertoo, että emme voi koskaan tietää, mikä tila / hiukkas on tilassa, kunnes teemme suoran mittauksen. Siihen saakka esine on a päällekkäisyys ja voimme tietää vain todennäköisyys että se on tietyssä tilassa tietyllä hetkellä. Mittauksen tekeminen häiritsee järjestelmää ja aiheuttaa näiden todennäköisyyksien vähentämisen yhteen arvoon. Tätä kutsutaan usein nimellä aaltofunktion romahtaminen, #psi (x) #.

Einstein oli epämiellyttävä kvanttimekaniikan todennäköisyydestä. Hän katsoi, että fyysisillä esineillä pitäisi olla tiettyjä ominaisuuksia riippumatta siitä, onko niitä mitattu. Hänet mainitaan ehdottomasti kysyttävänä, "uskotko todella, että kuu ei ole siellä, kun et katso sitä?"

Hän käytti ilmausta "spooky action at distance" viittaamaan QM: n perustavaan käsitteeseen, jonka mukaan yhden kohteen mittauksen tekeminen voi jotenkin vaikuttaa suoraan toisen objektin mittaamiseen eri avaruusalueella, jolloin kaksi kohdetta sijaitsee mielivaltaisella etäisyydellä toisistaan. Tätä käsitettä kutsutaan kvantti sotkeutuminenja Einstein ei pitänyt siitä.

Oletetaan, että meillä on kaksi aluetta: yksi punainen ja yksi sininen. Laitimme kukin pallot laatikkoon, ja sitten sekoitamme laatikot, kunnes voimme tietää, mikä pallo on missä laatikossa. Intuitio kertoo meille, että vaikka emme tiedä, mikä pallo on missä laatikossa, yksi niistä on oltava punainen ja pallon, joka ei ole punainen, on oltava sininen, eli ensimmäinen laatikko sisältää punaisen pallon ja toinen laatikko sisältää sinisen pallo, tai ensimmäinen laatikko sisältää sinisen pallon ja toinen laatikko sisältää punaisen pallon. Toisaalta kvanttimekaniikka kertoo, että kunnes avaamme laatikot, pallot ovat a päällekkäisyys punainen ja sininen, ts. ne ovat molemmat punaisia ja ne ovat molemmat sinisiä.

Kun avaat yhden laatikon ja näemme sinisen pallon, tiedämme, että toisen ruudun tulee sisältää punainen pallo. Tiedämme tämän avaamatta toista laatikkoa. Voisimme pitää toisen ruudun suljettuna jäljellä olevana ajankohtana, ja olisi aina tiedossa, että toinen laatikko sisältää punaisen pallon. Tietäen jotain yhdestä esineestä (että se on sininen) antoi meille tietoa toisesta kohteesta (että se on punainen) ilman, että toisen objektin pitäisi olla suora. Siksi sanomme, että nämä kaksi kohdetta ovat kietoutunut.

Tämä olisi totta riippumatta siitä, onko kvanttimekaniikka oikea. Vaikka kohteet pysyisivät varmasti koko ajan, yksi katsominen antaisi meille tietoa toisesta. Mutta kummallisella tavalla kokeilu on toistaiseksi vahvistanut kvanttimekaanisen tulkinnan joka kerta.

Kvanttikiinnitys kertoo meille, että kun tehdään havainto yhdestä pallosta ja nähdään, että se on punainen, objektin täytyy jotenkin "kommunikoida" toisen objektin kanssa ja kertoa sille, missä tilassa sen täytyy olla. Tässä tapauksessa, kun me katso punainen pallo, punaisen pallon täytyy kertoa toiselle laatikolle, että sen on oltava sininen. Kun avaat yhden ruudun ja näemme punaista palloa, kyseisen pallon aaltofunktio romahtaa, mutta myös toisen pallon aaltofunktio romahtaa. Jos ei, meillä saattaa olla tilanne, jossa molemmat esineet ovat punaisia tai molemmat esineet ovat sinisiä, ja tiedämme, että se olisi mahdotonta.

Einstein vastusti voimakkaasti tätä ajatusta. Vuonna 1935 hän julkaisi paperin, jossa hän yritti kumota kvanttiteoriaa. Tämä tunnetaan tunnetusti nimellä EPR-paperi kolmen tekijän (Einstein, Podolsky ja Rosen) jälkeen. Ajatuskokeessa ehdotettiin, että jotta kvanttimekaniikka olisi oikea, se tarkoittaa, että tieto voi kulkea nopeammin kuin valon nopeus, joka suoraan rikkoo Einsteinin suhteellisuusteoriaa. Kuten kävi ilmi, Einstein oli virheellinen; kvantti sotkeutuminen ei johda paradoksiin. Jos haluat lisätietoja EPR-paradoksista, voit lähettää minulle viestin! Internetissä on myös paljon hyviä resursseja.