EPR Paradoja y acción espeluznante a distancia
Adrian Bardon, en su libro “La naturaleza de la realidad física: una filosofía de la física moderna”, nos pide (en la página 70) que “imaginemos haces de luz que llegan a la ubicación de Isaac desde todas las direcciones; la superficie del cono de luz pasado representa el trayectoria de esos haces, y el interior del cono de luz pasado representa todos los eventos más lentos que la luz capaces de afectarlo. A la inversa para su futuro cono de luz: La superficie representa la distancia espacial de eventos futuros en los que podría influir enviando un señal a la velocidad de la luz “. Pero, ¿qué diría si las acciones de Isaac pudieran influir en eventos fuera de su futuro cono de luz y eventos, ocurriendo fuera del cono de luz del pasado de Isaac también se demostró que tiene un efecto. Como se señaló en mi publicación titulada Relatividad de la simultaneidad: ¿por qué debería importarle ?, la velocidad de la luz es un límite absoluto. Sin embargo, en esta publicación, exploraremos lo que Einstein llamó “acción espeluznante a distancia” y cómo parece haberse violado el límite de velocidad de la luz.
EPR fue un “experimento mental” ideado por los físicos Albert Einstein, Boris Podolsky y Nathan Rosen “que desafió las ideas de larga data sobre la relación entre los valores observados de las cantidades físicas y los valores que pueden ser explicados por una teoría física”. (Ver y
Aunque el experimento de pensamiento original de EPR involucraba mediciones de posición y momento, David Bohm reformuló la paradoja de EPR en un experimento más práctico utilizando mediciones de espín o polarización. La variante de Bohm de la paradoja EPR se describe a continuación.
Visualiza si quieres dos partículas que están enredadas cuánticamente separándose en direcciones opuestas. (Ver también Enredo de fotones) A cierta distancia de su origen común, Alice mide el giro de una de las partículas y descubre que el giro está en la dirección hacia arriba. Si Bob midiera el giro de la segunda partícula, encontraría que su giro está en la dirección hacia abajo. Tan a menudo como Alice y Bob desean repetir este experimento, Bob encontrará que el giro de su partícula siempre es opuesto al encontrado por Alice.
Aún más extraño, no importa cuán separados estén Alice y Bob el uno del otro o cuán breve sea el lapso de tiempo entre el experimento de Alice y el de Bob: los resultados del experimento de Alice siempre parecen afectar la partícula de Bob instantáneamente. ¿Cómo puede ser esto?
Como se señaló en Wikipedia: “La paradoja de EPR es una paradoja en el siguiente sentido: si uno toma la mecánica cuántica y agrega algunas condiciones aparentemente razonables (referidas como localidad, realismo, definición contra fáctica e integridad), entonces uno obtiene una contradicción. ” … “Ya sea
(1) El resultado de una medición realizada en una parte A (por Alice) de un sistema cuántico tiene un efecto no local en la realidad física de otra parte B distante, en el sentido de que la mecánica cuántica puede predecir los resultados de algunas mediciones realizadas fuera en B (por Bob); o…
(2) La mecánica cuántica está incompleta en el sentido de que algún elemento de la realidad física correspondiente a B no puede ser explicado por la mecánica cuántica (es decir, se necesita alguna variable adicional para explicarlo) “.
“El principio de la localidad establece que los procesos físicos que ocurren en un lugar no deberían tener un efecto inmediato sobre los elementos de la realidad en otro lugar. A primera vista, esto parece ser una suposición razonable, ya que parece ser una consecuencia de relatividad, que establece que la información nunca se puede transmitir más rápido que la velocidad de la luz sin violar la causalidad. En general, se cree que cualquier teoría que viole la causalidad también sería internamente inconsistente y, por lo tanto, profundamente insatisfactoria “. …
“En 1964, John Bell demostró que las predicciones de la mecánica cuántica en el experimento de pensamiento EPR son en realidad ligeramente diferentes de las predicciones de una clase muy amplia de teorías de variables ocultas.
En términos generales, la mecánica cuántica predice correlaciones estadísticas mucho más fuertes entre los resultados de medición realizados en diferentes ejes que las teorías de variables ocultas. Estas diferencias, expresadas usando relaciones de desigualdad conocidas como “desigualdades de Bell”, son en principio detectables experimentalmente. “En esencia, la desigualdad de Bell se deriva del supuesto de que existen resultados locales, ya sea que alguien los mida o no.
“La paradoja de EPR surge genéricamente para cualquier estado enredado, cualquier estado de sistemas separados macroscópicamente que no sea producto de estados de cada sistema. Cualquier estado enredado produce correlaciones cuánticas que violan una generalización de la desigualdad de Bell. La afirmación de EPR supone que Bob y Alice mediría variables físicas independientes. Einstein, Podolsky y Rosen nunca anticiparon que esta suposición razonable resultaría inconsistente con el experimento y que en este contexto no podemos aislar los sistemas en un estado entrelazado “.
2. Confirmaciones e interpretaciones experimentales.
Los experimentos ahora han confirmado que “las mediciones realizadas en partes separadas espacialmente de un sistema cuántico tienen una influencia instantánea entre sí. Este efecto ahora se conoce como” comportamiento no local “(o coloquialmente como” rareza cuántica “o” acción fantasmagórica a distancia “). ) “.
En un artículo titulado “ Separación similar al espacio en una prueba de campana suponiendo colapsos inducidos gravitacionalmente ” (Ver: http://arxiv.org/PS_cache/arxiv/pdf/0803/0803.2425v1.pdf ) D. Salart et. Al describe una prueba de tipo Franson de las desigualdades de Bell donde se describen “los pares de fotones enredados que viajan a través de fibras ópticas se envían a dos estaciones receptoras separadas físicamente por 18 km con la fuente en el centro”. Según los autores del artículo, 18 km establecieron un nuevo récord de distancia para este tipo de experimento. El documento concluye que “bajo el supuesto de que una medición cuántica se termina solo una vez que se ha producido una reducción del estado inducida por la gravedad, ninguno de los muchos experimentos anteriores de Bell implican una separación espacial, es decir, una separación espacial desde el momento en que la partícula ( aquí los fotones) ingresan a sus aparatos de medición (aquí los interferómetros) hasta el momento en que finaliza la medición. En este sentido, nuestro experimento es el primero con una verdadera separación espacial. Los resultados confirman la naturaleza no local de las correlaciones cuánticas “.
“La mayoría de los físicos de hoy creen que la mecánica cuántica es correcta, y que la paradoja de EPR es solo una” paradoja “porque las intuiciones clásicas no corresponden a la realidad física. La forma en que se interpreta EPR con respecto a la localidad depende de la interpretación de la mecánica cuántica que uno usa … ( Para aquellos lectores que quizás no estén familiarizados con este material, recomendaría que se revise el artículo de Wikipedia sobre la interpretación de la mecánica cuántica antes de continuar.) http://en.wikipedia.org/wiki/Int …
Según Yakir Aharonov y Daniel Rohrlich en su libro: Paradojas cuánticas: teoría cuántica para los perplejos ; “La afirmación de que la teoría cuántica está incompleta puede ser correcta, aunque no en el sentido EPR. La teoría cuántica no explica cómo pasamos de la probabilidad a la observación, de la posibilidad a la actualidad, como lo haría una teoría completa”.
Según Aharonov y Rohrlich, “la evolución unitaria no puede convertir los resultados posibles en resultados reales. Consciente de esta paradoja, von Neumann postuló el colapso. Pero el colapso de von Neumann es, en el mejor de los casos, un modelo efectivo; no resuelve la paradoja. Los intentos de resolver la caída de la paradoja en tres clases, correspondientes a tres declaraciones:
i) La mecánica cuántica está incompleta y hay colapso.
ii) La mecánica cuántica está incompleta y no hay colapso.
iii) La mecánica cuántica está completa “.
La teoría del colapso de von Neumann puede verse como consistente con la declaración i). Sin embargo, de acuerdo con Aharonov y Rohrlich, “hasta ahora no hay evidencia de colapso. Por otro lado, para falsificar el colapso, debemos verificar que ninguna superposición nunca se colapse. Por ejemplo, debemos demostrar que el gato de Schrödinger permanece enredado – y en la práctica, no tenemos esperanza de demostrar que el estado sigue enredado “.
Se puede considerar que las teorías de Bohm y otras variables ocultas son consistentes con el enunciado ii).
En cierto sentido, la mecánica cuántica simétrica en el tiempo (TSQM) puede verse como una teoría de variables ocultas donde la variable oculta no es local en el tiempo, pero en otro sentido (que prefiero) la simetría del tiempo ya es integral con QM y con TSQM, QM está completo.
3. EXPLICACIÓN DE TSQM DE LA PARADOJA EPR
Nuevamente, visualice dos partículas que están enredadas cuánticamente separándose en direcciones opuestas. A cierta distancia de su origen común, Alice mide el giro de una de las partículas y descubre que el giro está hacia arriba. Al viajar desde el punto de origen a Alice, podemos entender que la función de onda de la partícula ha tomado, en un sentido probabilístico, todos los caminos posibles y posee todos los estados posibles consistentes con la condición límite inicial del sistema en el origen. Con TSQM ahora debemos visualizar una función de onda invertida en el tiempo que avanza hacia atrás en el tiempo desde la ocurrencia del experimento de Alice hasta el tiempo y el punto de origen de la partícula de Alice. Esta función de onda de tiempo hacia atrás también, en un sentido probabilístico, tomaría todos los caminos posibles y poseería todos los estados posibles consistentes con tres restricciones: (i) la evolución temporal de la función de onda es hacia atrás en el tiempo; (ii) la función de onda invertida en el tiempo está limitada por el estado inicial del sistema en el origen y (iii) la función de onda invertida en el tiempo también está limitada por la ubicación de las partículas y la información de espín que surge del experimento de Alice. Debe notarse en este punto que debido a la conservación del momento, la dirección del giro que se manifiesta en la función de onda invertida en el tiempo de Alice será opuesta a la dirección del giro que Alice midió; e idéntico al giro que Bob encontrará cuando ocurra su medición. En cualquier caso, puede entenderse que la función de onda invertida en el tiempo de Alice transporta la información de espín que surge del experimento de Alice a la hora y ubicación de origen de las partículas enredadas. Aquí, la información contenida en la función de onda invertida en el tiempo de Alice se puede entender que “rebota” hacia adelante en el tiempo en un estado que está enredado con la partícula de Bob. Tenga en cuenta que las mediciones débiles de las partículas de Bob y Alice inmediatamente antes de que ocurran sus respectivas mediciones ideales mostrarán que cada partícula se ha enredado con la otra.
Mi conclusión de lo anterior es que TSQM reintroduce una causalidad y una localidad de tipo clásico en la mecánica cuántica que creo que tiene implicaciones muy amplias. Esta interpretación basada en la inversión del tiempo está lejos de ser original. Ya en 1983 Costa de Beauregard dio una formulación de la configuración de EPR que permitió un EPR revertido en el tiempo.
JW Moffat en su artículo “Mediciones cuánticas, no localidad y la flecha del tiempo” (Ver: http://arxiv.org/pdf/gr-qc/9710019 ) propone un proceso de reducción de la función de onda absorbente para resolver la paradoja EPR que se basa en las ondas retrasadas (avance en el tiempo) y avanzadas (retroceso en el tiempo) que John Cramer propuso en su interpretación transaccional de QM.
El enfoque TSQM, que estoy a favor, se presenta en un documento de Yakir Aharonov y Jeff Tollaksen titulado Nuevas ideas sobre la simetría del tiempo en la mecánica cuántica (ver http://arxiv.org/PS_cache/arxiv/pdf/0706/0706.1232v1. pdf
Además, el Dr. Henry Stapp en una comunicación privada que catalicé ha declarado:
“Si se considera un experimento de correlación EPR-Bohm-Bell, entonces, durante algún intervalo en el tiempo de proceso, se creará el estado inicial (singlete) de las dos partículas.
Durante un intervalo en el tiempo de proceso, este estado singlete crecerá en una región expansiva en forma de V del espacio-tiempo, hacia las dos regiones de detección muy separadas. En algún momento del proceso se producirá una detección. En ese momento en Process Time, el estado del universo en el pasado espacio-temporal de la superficie similar al espacio asociada cambiará repentinamente, en relación con lo que era en los momentos anteriores en Process Time. En la región en forma de V del espacio-tiempo, el estado saltará repentinamente de un estado singlete de las dos partículas divergentes a un estado en el que, por ejemplo, una partícula se polariza en una dirección específica, especificada por la orientación del dispositivo en uno de las dos regiones, y la partícula que viaja a lo largo del otro ala de la V está polarizada en la dirección opuesta. La correlación entre las partes en las dos alas se fijará instantáneamente (en tiempo de proceso) sobre toda la región en forma de V en el espacio-tiempo. La transferencia efectiva de información sobre la elección de la dirección de polarización, elección que aparentemente hizo el agente / observador en una región, se realiza a través de la región en forma de V que se extiende hacia atrás en el tiempo: la transferencia [aparente] más rápida que la luz de la información se realiza mediante una transferencia efectiva primero hacia atrás en el tiempo a la región donde las dos partículas interactuaron (u originaron), y luego hacia adelante a lo largo del otro ala de la V “.