¿Cómo se producen los dos electrones en un experimento de entrelazamiento cuántico? ¿Y haría cualquier 2 electrones?

Sin duda, el experimento de pensamiento típico (llamado experimento EPR o paradoja EPR) no involucra dos electrones, sino un par electrón / positrón. Producir dos electrones a la manera del experimento EPR viola las leyes de conservación.

Pero eso no viene al caso. El enredo es un fenómeno que no depende de producir cosas de la manera que sugirió el EPR. Hay otras formas de producir partículas enredadas, y es posible que dos electrones (o dos fotones, u otros dos tipos de sistemas) se enreden.

¿Cómo?

En una especie de nivel abstracto, dos sistemas se enredan si tres cosas son ciertas: (a) por alguna razón, cada sistema solo puede observarse en uno de los dos estados, (b) por alguna razón, los dos sistemas no pueden ser observado en el mismo estado, y (c) todavía no se han hecho observaciones sobre el estado de ninguno de los sistemas.

En el caso del experimento de pensamiento EPR, el “por alguna razón” en (a) proviene de lo que sabemos sobre electrones / positrones. Tienen un cierto giro intrínseco, que (cuando se mide en un eje dado) solo puede tener dos valores. El “por alguna razón” en (b) proviene de una ley de conservación: sabemos que el sistema de dos partículas tiene un momento angular cero, por lo que los giros de las partículas individuales deben estar correlacionados porque el momento angular se conserva.

Pero hay otros trucos para enredarse. A menudo se usa un truco similar para enredar los estados de polarización de los fotones.

Tal vez eso responda “cómo” en un nivel abstracto, pero tal vez no esté satisfecho con la cantidad de detalles. Es posible que desee saber cómo se enredan las partículas, de una manera que podría (metafóricamente) estar en la línea de “este engranaje de este electrón se acopla con ese engranaje de ese positrón, y …” En otras palabras, tal vez quiera Conocer un mecanismo para enredar no solo las condiciones directas conocidas que producen enredos.

Si está buscando un mecanismo, puede sentirse decepcionado. No hay un mecanismo propuesto (al menos hasta donde yo sé) que tenga una aceptación generalizada. Del mismo modo, no existe un mecanismo que explique cómo se conserva la energía. Tenemos todo tipo de comprensión teórica que relaciona las leyes de conservación con otras cosas teóricas elegantes (como las simetrías espacio-temporales, por ejemplo). Pero en ningún momento podemos decir algo tan explícitamente mecanicista como ” justo allí es donde entra el pequeño bloque tangible de energía en el sistema …”

[Editar: Esto fue agregado por alguien, quien presumo es el póster original. Si es así, nota rápida: quizás sea mejor comentar la publicación en lugar de sugerir una edición. Hace un registro más limpio. Gracias por la respuesta detallada. Sin embargo, mi pregunta es específicamente sobre los electrones * ANTES * están enredados. Los científicos hablan de un “par” de electrones / fotones. Para empezar, quiero saber cómo se producen los pares de electrones. Gracias]

[Comience la respuesta:]

Más allá de lo que dije anteriormente, no existe una regla sobre el origen de las partículas. En el caso de EPR, el par electrón / positrón proviene de un mecanismo conocido como “producción de pares”, que en términos generales implica que un solo fotón se convierte en un electrón y positrón. Ese par de electrones / positrones está “enredado en el nacimiento” (Cue Born Gaga “Born This Way”). De manera más general, las partículas enredadas pueden provenir de otros mecanismos de desintegración que satisfacen los criterios que describo anteriormente. El mismo trato: nacen enredados.

O las dos partículas pueden venir de cualquier parte. Teóricamente, puedes golpear dos electrones de dos átomos totalmente desenredados, y disparar esos electrones a través de alguna situación que los enrede. (Este suele ser el caso cuando uno enreda estados de polarización de fotones, no tanto con los estados de espín de electrones. Pero los mismos principios).