Si la información no puede viajar más rápido que la velocidad de la luz, ¿cómo puede el giro de una partícula enredada cambiar instantáneamente con la otra?

Esta es una muy buena pregunta, y llega directamente al corazón de una de las preguntas más importantes de la física actual. Sin embargo, para aquellos que toman en serio su teoría de campo cuántico, aquellos que creen que el mundo está hecho de campos y solo campos, la respuesta es simple. Es “colapso cuántico”.

Sí, las ecuaciones de QFT son relativistamente invariantes, pero solo te llevan hasta cierto punto. No describen cómo un trozo (cuántico) de campo deposita su energía en un átomo absorbente y luego desaparece. De hecho, las interacciones no describen ninguna interacción en la cual la energía o el momento se transfieren a otro cuerpo, y sin embargo sabemos que sucede. Incluso si se crean dos cuantos juntos de tal manera que sus propiedades estén vinculadas (enredadas), entonces si una colapsa, también debe hacerlo la otra. Esta no es la primera vez en física cuando sabemos que algo sucede pero no tenemos una teoría para describirlo.

Lo preocupante del colapso cuántico, como lo indica la pregunta, es que no es local (es decir, “más rápido que la luz”). Cuando un átomo absorbe un campo cuántico extendido, todo el cuántico desaparece instantáneamente, sin importar cuán extendido sea, y toda su energía se deposita en el átomo. Hay un gran “silbido” y el cuanto desaparece, como un elefante que desaparece del escenario de un mago.

Esto es especialmente preocupante cuando ocurre con dos cuantos “enredados”. Sin embargo, el colapso cuántico se deriva necesariamente de la idea central de QFT: que cada cuanto (o par de cuantos) actúa como un cuerpo autónomo e independiente. Para citar de mi libro (ver quantum-field-theory.net):

La no localidad es un hecho. Se ha documentado experimentalmente y no genera paradojas ni inconsistencias. De hecho, es necesario si los cuantos deben actuar como unidades indivisibles. Incluso aquellos que creen en las partículas como la realidad última reconocen que algo sucede de manera no local.

Einstein argumentó con vehemencia contra la idea de no localidad, alegando que violaba un resultado de su Principio de Relatividad: que nada se puede transmitir más rápido que la velocidad de la luz. Ahora, el postulado de Einstein (que debemos recordar fue solo una suposición) es realmente válido en relación con la evolución y propagación de campos como se describe en las ecuaciones de campo. Sin embargo, el colapso cuántico no se describe en las ecuaciones de campo, por lo que no hay razón para esperar o insistir en que caiga en el dominio del postulado de Einstein.

El colapso cuántico puede no ser lo que esperábamos, pero tampoco esperábamos que la Tierra fuera redonda, que la Tierra orbita alrededor del sol, y que la materia está hecha de átomos. Así como llegamos a aceptar esas ideas, podemos aprender a vivir con la no localidad del colapso cuántico.

SI pensamos en enredar una bola roja con una bola azul y enviar la mitad del sistema a un lado del universo y la otra mitad al otro lado …

LUEGO terminas con una amalgama fantasmal de la mitad de una bola roja y la mitad de una azul, mientras que yo termino con la mitad de una bola azul en combinación caleidoscópica con la mitad de una roja.

Si luego extiendes la mano y envuelves tus dedos alrededor de la brillante aparición, y luego buscas en tu palma tu premio …

Entonces tendrás una bola completamente roja (y yo una completamente azul) o viceversa. Su medida simplemente actualiza una posibilidad latente y la actualiza al azar. No hay forma conocida de controlar el proceso de colapso de la función de onda.

Entonces, presumiblemente, no puedes darle al otro hombre rojo cuando quieras y azul cuando lo desees. Tampoco podrías transmitir mágicamente verde o violeta. Todas las posibilidades presentes para la elección deben haberse entrelazado minuciosamente en el enredo desde el principio, y transportado con cansancio a través del cosmos, respetando “El límite de velocidad” todo el tiempo. Y el resultado final es una suerte aleatoria del sorteo.

Lo único que puede hacer es inducir el proceso de colapso de la función de onda, desde el estado de superposición inicial, a un estado Eigen aleatorio incontrolable. Quizás el medio menos improbable de explotar realmente el enredo y el colapso de la función de onda para la comunicación instantánea utilizaría esa alternancia controlable por el usuario desde la superposición al estado Eigen, que podría ser detectable por la presencia o ausencia de franjas de interferencia en algún tipo de doble adecuado experimento de hendidura ??

La respuesta es extremadamente simple o tan complicada que aún no la hemos descubierto.

Si buscamos una explicación física , entonces es infinitamente complicado: primero tenemos que seleccionar y justificar una interpretación específica de QM y luego probar, dentro de esa imagen de la realidad, algunas explicaciones adicionales que podrían funcionar para explicar adecuadamente el enredo; nadie realmente ha bastante logrado en lograr eso todavía.

Sin embargo, si, junto con un número creciente de físicos, consideramos que el universo está en su núcleo totalmente matemático, y por lo tanto, la realidad simplemente sucede de la manera en que lo hace para que no se violen las ecuaciones matemáticas válidas, entonces las explicaciones son sencillas.

Dos objetos (como partículas), A y B, están enredados si son representables por las variables a y b de una función de onda válida Ψ (a, b). Las partículas A y B están enredadas si y solo si esta función de onda Ψ existe y, por lo tanto, satisface una ecuación de Schrödinger válida.

En la expresión de la ecuación de Schrödinger, la separación espacial (distancia) entre a & b no juega ningún papel .

Por lo tanto, A y B permanecen enredados independientemente de la distancia entre ellos, hasta el momento en que descifran (debido a factores que no tienen nada que ver con la distancia). Como tales, se comportan como objetos enredados , independientemente de la distancia.

La pregunta clásica que plantea … ” Si la información no puede viajar más rápido que la velocidad de la luz, ¿cómo puede el giro de una partícula enredada cambiar instantáneamente con otra? … ” se refiere a un fenómeno dentro del ámbito espacio-temporal de la realidad física. La realidad del macro mundo cotidiano. El universo fisico. El mundo de la relatividad de Einstein y la física newtoniana de la materialidad.

Por otro lado, el fenómeno del enredo cuántico no “ocurre” en un reino de materia y fisicalidad. No hay “concreción” en el dominio cuántico. La realidad cuántica consiste solo en potencialidades, no en materia y fisicalidad.

Aquí, la velocidad de la luz, el tiempo y el espacio no tienen lugar. Es, por así decirlo, solo un reino de la no materia pero fácilmente accesible a través de las matemáticas sofisticadas. Solo se producen campos de potencialidades y enredos. (entre otros fenómenos cuánticos detectables).

Tendemos a “ver” el fenómeno de la ” instantaneidad ” como si hubiera algo moviéndose de aquí para allá, con un resultado mágico de hiper-inmediatez. Esta construcción mental que tenemos es nuestra propia ilusión. En el mundo cuántico “, nada en realidad” viaja “desde el punto A al punto B. Cuando las partículas cuánticas colapsan, no hay onda” física “o partícula que haga zoom en el espacio y el tiempo.

Como un simple laico, creo que su pregunta sugiere una pregunta correspondiente como … ” ¿Cómo funciona la mezcla de mis formas de pensamiento y el momento exacto de obtener una cierta visión abstracta alucinante en mis reflexiones mentales VAN JUNTOS , como las diversas enzimas conocidas y los compuestos químicos en mi estómago interactúan cuando se digieren los alimentos?

El fenómeno y la dinámica que ocurren en el reino de mi mente no tiene nada que ver (y ni siquiera puede ser observable y mucho menos entendido con precisión científica, y no puede ser comparable) con la dinámica física y química y los fenómenos de la digestión de los alimentos en mi estómago.

Conciencia … y … mi estómago.

Dos bases diferentes de existencia, si quieres.

Mi conciencia no puede ubicarse físicamente, pero sabemos que existe experimentalmente. Los sucesos químicos o moleculares más minuciosos en mi estómago son fácilmente observables.

Del mismo modo, hay una realidad cuántica … Y … hay una realidad física / materia / espacio-temporal .

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Mire y escuche al profesor John Hagelin explicando la “evolución” de la física.

De clásico, a cuántico, a campo unificado.

Experimentalmente, los experimentos de prueba de Bell miden correlaciones en detectores distantes y los números coinciden con las predicciones de la teoría cuántica. Eso es todo lo que el formalismo cuántico y la física nos dicen con seguridad.

Si queremos una explicación de lo que “realmente” está sucediendo con el enredo, entonces eso requiere seleccionar una interpretación de QM. Nuestra selección puede ser implícita o explícita, pero cualquier explicación de lo que está sucediendo físicamente debe apelar a una interpretación.

Ahora, hay más de una docena de interpretaciones diferentes de QM, y proporcionan diferentes cuentas de lo que “realmente” está sucediendo. Además, no hacen predicciones empíricas diferentes entre sí, por lo que ningún experimento puede decirnos qué interpretación proporciona la explicación “verdadera” de lo que está sucediendo con el entrelazamiento cuántico, el experimento de doble rendija, el colapso (o no), la incertidumbre principio, el gato de Schrödinger, etc. Cuando comenzamos a hablar de lo que “realmente” está sucediendo físicamente, nos aventuramos en la filosofía de la física.

En consecuencia, la respuesta a esta pregunta sobre el enredo dependerá de qué interpretación de QM se elija. Por ejemplo, si seleccionamos una interpretación de variable oculta no local, podemos responder que las influencias pueden viajar más rápido que la luz, pero no tenemos acceso ni control sobre tales influencias no locales ocultas. Si seleccionamos la interpretación de Copenhague, podemos responder que las partículas no tienen un giro definido independiente de la medición, por lo que no hay nada que influir en primer lugar. También existe la interpretación de “cállate y calcula” que dice, en efecto, no podemos decir con certeza lo que está sucediendo, así que no te preocupes por eso y vuelve a hacer ciencia, es decir, hacer mediciones y compararlas con predicciones calculadas del formalismo matemático. Si eso no nos satisface, podemos buscar alguna explicación física. Sin embargo, cuando hacemos eso, debemos entender que ya no estamos haciendo una pregunta estrictamente científica, sino que estamos haciendo una pregunta filosófica que dependerá de una interpretación de QM.

Tienes razón en que la información no viaja más rápido que la velocidad de la luz. Algunos físicos dicen que el enredo requiere influencias no locales que de alguna manera no transmiten información. Esto supuestamente se deriva de un resultado matemático llamado teorema de Bell sobre posibles correlaciones entre sistemas físicos que pueden describirse de una manera particular.

La descripción física de lo que se trata la desigualdad de Bell es la siguiente. Suponga que los resultados de las mediciones se describen mediante variables estocásticas. Es decir, cada cantidad tiene un valor que es algún número elegido al azar de alguna manera. Y suponga que para cada sistema las cantidades que influyen en cómo se seleccionan los números se determinan localmente. Es decir, cualquier información que se use es transportada allí por el sistema, o simplemente se encuentra en esa región para que no se correlacione con su sistema. Luego puede poner algunas restricciones sobre cuánta correlación puede surgir entre dos sistemas: la desigualdad de Bell. La mecánica cuántica predice correlaciones mayores que las permitidas por la desigualdad.

Hay mucha confusión acerca de lo que realmente significa este resultado. Hay personas que parecen pensar que significa que la mecánica cuántica no es local. Pero esta conclusión está mal. La mecánica cuántica no describe el mundo en términos de variables estocásticas, por lo que la desigualdad de Bell es irrelevante para determinar si la mecánica cuántica es local. Los sistemas cuánticos son descritos por operadores hermitianos, cada uno de cuyos valores propios representa un posible resultado de medición, y esos operadores cambian localmente. Cuando se realiza una medición, se producen cada uno de los resultados de medición posibles y se establece la correlación después de que finaliza la medición, consulte

http://arxiv.org/abs/quant-ph/99

http://arxiv.org/abs/1109.6223 .

Cualquier otra descripción de lo que está sucediendo requiere modificar la mecánica cuántica. Cualquier modificación de este tipo debería introducirse abiertamente como una teoría física competitiva. Algunos físicos han intentado hacer esto con teorías como la teoría de la onda piloto. Pero es más común que los físicos emitan vagamente pistas contradictorias sobre limitar la aplicabilidad de la teoría cuántica sin introducir una alternativa explícita, por ejemplo, la interpretación de Copenhague. Si la mecánica cuántica está realmente mal, la gente debería decirlo abiertamente y proponer una alternativa, no refunfuñar vagamente. Los mejores relatos populares existentes de la mecánica cuántica los da David Deutsch en sus libros “The Fabric of Reality” y “The Beginning of Infinity”. Debes leerlos si estás interesado en comprender la mecánica cuántica.

En primer lugar, no se parece en nada a un par de medias, porque la información sobre qué giro es la que no se decide antes de separar las partículas enredadas. Una forma de lidiar con la idea de que la información viaja más rápido que la luz en esta situación es reconocer que los giros, aunque opuestos, son aleatorios. No se puede hacer nada con una partícula que se pueda usar para enviar una señal a través de la otra partícula. Sin embargo, esta no parece una respuesta muy satisfactoria.

Ha habido algún progreso en los últimos años a través de la investigación sobre las conexiones entre la relatividad general y el enredo (busque documentos de Leonard Susskind). En pocas palabras, lo que podría estar sucediendo es que las partículas enredadas están conectadas por algo así como agujeros de gusano que desaparecen cuando termina el enredo. Esto significa que la información sobre el giro no necesita viajar más rápido que la luz: puede viajar a través de este agujero de gusano.

Solo me gustaría señalar que el giro de una partícula enredada no cambia con la otra.

La función de onda cuántica está correlacionada, lo que significa que la probabilidad de ciertos resultados de medición está correlacionada.

Observas una correlación. No causa una correlación cuando realiza una medición.

Cualquier correlación solo se vuelve aparente cuando se comparan los resultados de la medición.

Las orientaciones relativas de los giros se infieren a través de un método de muestreo estadístico. La inferencia tiene lugar fuera del tiempo. Las restricciones relativistas están en los métodos utilizados para construir estas conclusiones, no son inherentes al sistema mismo que se está midiendo.

La dinámica del sistema es una consecuencia de la conservación del momento angular de giro, que viene por definición de la descripción algo que es continuo.

En otras palabras, los dos giros son un solo objeto y solo se separan cuando se habla de ellos de forma independiente. La conversación sobre el objeto ocurre a través de la comunicación de las mediciones del objeto.

Para un fotón , no hay tiempo y el universo no tiene tamaño , lo mismo para dos fotones enredados. [buena idea PERO las partículas con masa también pueden enredarse – pensamiento genial pero]

El tiempo, la distancia y la materia (y los haces de luz clásicos) son propiedades emergentes del mundo cuántico de los fotones y otras cosas.

Viktor tiene razón, el entrelazamiento cuántico se presenta como una correlación en el mundo macro, más altamente correlacionada que cualquier probabilidad que pueda surgir de un sistema de física clásica. Sabiendo esto, puedes crear la ilusión de la transferencia de información pseudo-telepatía cuántica – Wikipedia

El origen de la materia y el tiempo – Lista de reproducción de YouTube PBS Space Time

La respuesta corta es, si su premisa es correcta, es decir, la información no puede viajar más rápido que la velocidad de la luz, no puede, porque tiene que saber lo que hizo el otro, y eso es información. Entonces, o su premisa es incorrecta o no. Elige tu opción. Tenga en cuenta que no hay problema si el sistema de dos partículas crea sus giros localmente. Entonces tienes el postulado de Einstein: antes de la observación no sabías; siguiéndolo lo hiciste.

Verá mucho escrito sobre las desigualdades de Bell. De las siguientes dos premisas:

Premisa 1: se puede diseñar una prueba que arroje uno de dos resultados discretos. Por simplicidad, etiquete estos (+) y (-).

Premisa 2: podemos llevar a cabo dicha prueba en tres conjuntos diferentes de condiciones, que denominamos A, B y C.

podemos derivar una de las desigualdades de Bell. Dado que una violación de una relación matemática la falsifica, entonces se viola cualquiera de estas dos premisas, O se viola la ley asociativa de conjuntos, lo que significa que toda la matemática no tiene valor. Veamos el experimento clásico de Aspect. No hay duda de que los fotones están polarizados en una de dos formas, por lo que la premisa 1 se cumple en ese experimento. Sin embargo, mi argumento es que el experimento del polarizador giratorio no cumple con la premisa 2, y el experimento falla porque no hay suficientes variables verdaderas. (Las suposiciones en el experimento violan el teorema de Nöther, a través de la ley de conservación del momento angular o la energía, dependiendo de cómo se mire). Para una descripción más completa, vea mi libro electrónico, “Ondas de guía”, o los siguientes dos enlaces. :

http://wordpress.com/post/ianmillerblog.wordpress.com/542

http://wordpress.com/post/ianmillerblog.wordpress.com/547

¿No te lo crees? Entonces muéstrame dónde estoy equivocado. Nadie más tiene hasta ahora. Si me equivoco, seré el primero en admitirlo, pero no creo que lo sea.

En el caso de dos partículas enredadas, cuando se mide una, el estado de la otra se determina inmediatamente, sin importar cuán separadas estén.

Pero ninguna información aquí viaja más rápido que la velocidad de la luz. Por ejemplo, si Alice mide algún aspecto de una de las dos partículas enredadas, la otra partícula enredada en el camino de Bob adquiere su aspecto correspondiente instantáneamente. Pero para comunicar esta información a Alice, Bob tendría que llamarla en su iPhone. Esta llamada será más lenta que la velocidad de la luz.

Así que todavía no podemos evitar a Einstein.

Me sorprende un poco no ver ninguna mención de la interpretación transaccional de Cramer: Wikipedia, sobre la cual leí por primera vez en “Schrödinger’s Kittens” de John Gribbin. Siempre he encontrado que esta es la mejor interpretación de QM, y explica el enredo elegantemente (al menos en general), como muchos otros fenómenos.

Cuando se mide la primera partícula enredada, se produce un apretón de manos (entre la onda de absorción avanzada y la onda de emisión retardada) con el evento de emisión. Pero debido a la correlación allí, el “apretón de manos enredado” también tiene lugar entre ese evento de emisión y la segunda partícula.

Lo único que creo que no está claro en esta interpretación, y sin embargo porque QM no se molesta con la relatividad especial, es que no puede decirnos cuándo exactamente la segunda partícula se da la mano: qué momento relativista para la partícula 2 corresponde a la medición momento de la partícula 1?

Te vas de viaje a un país lejano. Cuando llegas a una habitación de hotel al otro lado del mundo y abres la maleta, te das cuenta de que empacaste un calcetín verde y uno azul. Al instante, sabes que de vuelta en el cajón de tu casa, falta la mitad de ambos pares. ¿Esta información viajó instantáneamente desde los pares de calcetines incompletos a sus pares “enredados” en tu cajón?

Si bien el comportamiento estadístico de las correlaciones cuánticas es bastante diferente, el principio básico aún se aplica: la correlación no implica la transmisión de información entre las dos entidades.

De hecho, es cierto tanto para la correlación clásica como para la correlación cuántica que tampoco puede usar para transmitir información. Es decir, nada de lo que haga a los calcetines en su maleta cambiará el resultado de una medición realizada en los calcetines en su cajón en casa … y lo mismo se aplica a las partículas enredadas.

Todas estas respuestas son diez veces más largas. Es porque no se transfiere información . La secuencia en cada ubicación es completamente aleatoria. Para obtener cualquier información sobre el estado de las partículas en, por ejemplo, la ubicación B, debe transportar las mediciones en A a B mediante la velocidad de la luz normal o menos comunicación.

Diferentes marcos de referencia incluso estarán en desacuerdo sobre el orden en que suceden las cosas. Simplemente no hay transferencia de información, a menos que lo cargue usted mismo.

Porque la suposición de que el entrelazamiento cuántico transmite cualquier información es falsa. En serio, ¿alguna vez has oído hablar del teorema de no comunicación (teorema de no comunicación)? Las partículas enredadas no pueden transmitir ninguna información, por lo que no se viola la relatividad especial.

Desde la perspectiva de un fotón, el tiempo está en un punto muerto. Las cosas son o no son. Es por eso que en algunos experimentos famosos parece que la luz puede retroceder en el tiempo y cambiar su comportamiento (solo mi teoría, me encantaría saber de ustedes, físicos expertos).

Si está preguntando acerca de nuestra persecución del fenómeno de partículas enredadas: No hay forma posible de que verifiquemos que un gemelo de partículas enredadas haya cambiado de giro sin tener que esperar a que nos llegue la información. Hasta entonces, el evento está en un estado de probabilidad. ¡Esto nos pone en la realidad de que ninguna información viaja más rápido que la luz! = (Esa es la mejor manera en que puedo explicarlo.

Sin embargo, siento tu dolor. ¡Incluso estoy escribiendo algo de ciencia ficción ignorando ese hecho!

Creo que este mismo fenómeno es una prueba de que hay un área subespacial por encima del área de las cuerdas, donde la teoría de cuerdas explica las cosas lo mejor posible. Creo que a medida que las dos partículas se crean en nuestro mundo, por encima del espacio, que debido a que se crearon muy rápidamente, sus raíces subespaciales están enredadas o conectadas todavía. Al igual que cuando se crean piezas de plástico en una cinta transportadora, a medida que la cinta se mueve cada vez más rápido, las piezas a veces no se cortan muy bien y permanecen juntas, débilmente, pero aún juntas. Así es como pueden reaccionar a las influencias externas como si algo tocara a ambos, porque cuando uno es empujado o tirado, las raíces se tiran entre sí, y así empujan y tiran de la otra partícula, en lo profundo del subespacio, bien, en lo alto del subespacio, en realidad, pero debajo de nuestro espacio normal.

Puedes ver mis teorías sobre esto en mi página de WordPress, Medasane.

Eso no pasa. De hecho, eso no tiene sentido y no puede suceder.

Por qué no?

Porque no existe la instantanedad. No hay un momento de “ahora” que sea compartido por todo el universo. Estudia la relatividad para descubrir por qué.

Pero si no puede comprender la relatividad, piense en este hecho; puede configurar fácilmente un experimento donde se mide una de las partículas, seguido muy pronto por la otra partícula. Y luego puede mirar el mismo experimento desde otro marco inercial y ver que la segunda partícula se mide primero .

Basado puramente en la especulación, creo que la luz no es local (cualquier * partícula * de luz es literalmente la misma en todas partes del haz de fotones, por así decirlo, y cuando hacemos una medición la estamos localizando debido a una medida como un observador desde un marco de referencia relativista y haciendo que “parezca” estar en un punto porque lo estamos midiendo en un punto (o dos ) pero ¿qué pasa si medimos tres o cuatro o más? No estoy realmente seguro de cómo hacer la medición o incluso representarla matemáticamente, pero tal vez deberíamos tratar de resolverlo.

Estamos utilizando partículas para medir partículas, por lo que el resultado será de naturaleza particulada. Para comprender la realidad del reino cuántico, debemos usar la mecánica cuántica para medir el fenómeno cuántico (o la acción de las partículas *). Hay una dualidad sólida en la naturaleza que debe abordarse y comprenderse.