¿La simultaneidad sigue siendo relativa cuando hay un par de partículas cuánticas enredadas?

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Ok entonces: ¿se retiene la simultaneidad con el enredo?

Respuesta corta: ¡Sí!

Pero espero que quieras aprender POR QUÉ esto es así. Esto no se prueba fácilmente. Así que vamos a cavar:

Primero, recordemos qué es el enredo. Primero debe especificar un tipo de estado (polaridad, giro, etc.). A continuación, coloca dos partículas cuyo tipo de estado especificado es aleatorio, es decir, arriba o abajo, H o V.

Ahora, si al medir una partícula determina el estado especificado de la otra, se dice que el par tiene un estado entrelazado. Sin embargo, hay una condición. En general, la base de cada estado difiere entre las partículas, por lo que se determina el estado de la partícula no medida, pero se determina dentro de una base que no conocemos. Este es un matiz sutil pero a menudo pasado por alto. Es lo que requiere múltiples mediciones para determinar el enredo.

Debido a que los estados son aleatorios, realmente no se puede hablar de lo que está sucediendo con solo una medición. Necesitas muchos Ahora supongamos que tengo, digamos, 1000 pares de partículas entrelazadas en pares. Si mido uno, obtengo un resultado de aspecto aleatorio. Si mido al otro, obtengo otro resultado de aspecto aleatorio.

Para saber si el par está enredado, debo comparar los resultados utilizando una técnica llamada análisis de correlación. Alta correlación significa que están enredados. (Esto se llama prueba de Bell).

Entonces, supongamos que quiero determinar si dos partículas se enredan de inmediato. Si las partículas están en el mismo marco de referencia, simplemente puede muestrearlas al mismo tiempo en relación con un reloj de referencia. Esto se ha hecho muchas veces y se ha confirmado la simultaneidad.

Ahora, ¿qué pasa si se mueven a diferentes velocidades (rápidas y desconocidas)? Entonces no podemos usar un reloj común para sincronizar. ¿Por qué? Porque el tiempo cambia con la velocidad (relatividad).

Pero aún podríamos probar los pares en momentos aleatorios. Y todavía muestran que se correlacionan comparando datos después del hecho. Y pudimos registrar cuándo nuestro muestreo de tiempo y los valores de estado obtenidos fueron

Encontraríamos una alta correlación. ¿Por qué? Debido a que la relatividad (especial) es consistente con la teoría cuántica, todas las reglas aún se aplican.

¿Esta alta correlación significa que las partículas (relativamente hablando) se enredan simultáneamente?

Bueno, podríamos desentrañar el historial de muestreo de tiempo en un marco de referencia común.

Llamemos a los resultados para el marco de referencia A y B t_a y t_b, para el tiempo medido y S_a S_b el estado valorado como resultado de estas mediciones. Encontraríamos que independientemente de cuál vino primero t_a o t_b, S_a y S_b están correlacionadas (es decir, estadísticamente dependientes).

Para mí, esto es una prueba de que se conserva la simultaneidad. Si no, algún demonio tendría que saber cuándo medimos en cada cuadro y transmitir ese conocimiento. Pero eso viola el teorema de no comunicación.

El colapso de las partículas enredadas puede verse como simultáneo en cualquier marco de referencia. Esto significa que un observador en movimiento asumirá un colapso simultáneo en su marco de referencia en el caso de que pueda confirmar que se ha observado una de las partículas. Esto parecería entrar en conflicto con la relatividad, pero la función de onda no es una realidad observable y no hay forma de medir el enredo, solo para confirmarlo después del hecho mediante correlaciones estadísticas de muchas partículas enredadas. Lo que no es absoluto es la observación experimental de la correlación entre las dos partículas. Solo cuando se miden ambos estados de partículas, y estas dos mediciones pueden ser simultáneas para un observador y no simultáneas para otro, solo entonces el observador puede declarar la correlación.