- Сообщения
- 8.381
- Реакции
- 11.043
Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.
Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.
— это концептуальный эксперимент, предложенный Альбертом Эйнштейном, Борисом Подольским и Натаном Розеном. Он ставит под вопрос полноту описания реальности, представленного квантовой механикой.
Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.
, отсутствующих в квантовом описании, и выразили мнение о возможности создания теории со скрытыми переменными. Этот парадокс влияет на понимание и интерпретацию квантовой механики.В эксперименте рассматривается пара частиц в специфическом состоянии, называемом запутанным. Эйнштейн и его коллеги отметили, что в этом состоянии, измерив свойства одной частицы, можно предсказать свойства другой. Однако, они считали, что действия, производимые над одной частицей, не могут моментально влиять на вторую, так как это нарушало бы ограничение на скорость передачи информации, установленное теорией относительности. Этот принцип был назван "критерием реальности ЭПР".
Исходя из этого, ученые предположили, что вторая частица имеет конкретные значения для определенных параметров, даже до их измерения. Однако квантовая механика считает, что такие измерения не могут существовать одновременно. В результате Эйнштейн, Подольский и Розен пришли к мнению, что квантовое описание реальности является неполным.
В контексте этих экспериментов, квантовая механика проявила себя как непреложно точная теория, даже когда она противоречит интуитивным представлениям о реальности. Эти результаты поддерживают представление, что свойства запутанных частиц определяются только в момент измерения, и что измерение одной частицы моментально влияет на состояние другой частицы, несмотря на любое пространственное расстояние между ними.
Это открытие привело к дальнейшим дискуссиям и дебатам в научном сообществе о природе реальности, роли наблюдателя и ограничениях наших теорий. Эйнштейнский взгляд на локальность был вызван на дуэль с квантовой механикой, и, хотя он никогда не признал ее полного превосходства, результаты экспериментов ясно указывают на необычные и контринтуитивные аспекты квантовой природы мира.
Суть аргумента ЭПР заключается в том, что если можно определить значения некоторых физических величин, не непосредственно вмешиваясь в систему, в которой эти величины существуют, то эти величины являются реальными и должны быть частью полного описания физической системы. Если квантовая механика не может предсказать или объяснить эти значения, то она, следовательно, неполна.
Эта аргументация вызвала много дискуссий и исследований в физическом сообществе. В 1964 году Джон Белл сформулировал свои знаменитые неравенства, которые предоставили способ экспериментальной проверки вопросов, поднятых ЭПР. Если бы квантовая механика была неполной, и существовали локальные скрытые переменные, то эксперименты на запутанных частицах должны были бы соответствовать этим неравенствам. Однако, когда такие эксперименты были проведены, особенно знаменитыми стали эксперименты Алена Аспекта в 1980-х годах, результаты явно нарушали неравенства Белла, подтверждая квантовые прогнозы.
Эти результаты дали сильные доказательства в пользу того, что либо локальность, либо реализм (или оба) не существуют в природе так, как их понимали Эйнштейн, Подольский и Розен. Однако, какой именно из этих аспектов приходится жертвовать, и какие философские или интерпретационные последствия этого следует извлечь из квантовой механики, до сих пор остаются предметом обсуждения среди физиков и философов науки.
Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.
, создававший ее на основе обсуждений с Эйнштейном и Розеном в Институте перспективных исследований. Впоследствии Эйнштейн выразил своему коллеге Эрвину Шредингеру разочарование тем, как всё было сформулировано, утверждая, что главная суть была "погребена" под формализмами. Спустя некоторое время, Эйнштейн опубликовал свой отчет, раскрывающий его взгляды на реалистические идеи. Прежде чем статья ЭПР была опубликована в Physical Review, The New York Times разместил новость с заголовком «Эйнштейн атакует квантовую теорию». Эта статья, в которой упоминался Подольский, вызвала недовольство Эйнштейна, который заявил «Таймс», что такая информация была предоставлена ими без его согласия. Он также подчеркнул, что предпочитает обсуждать научные вопросы в специализированных изданиях, а не в популярной прессе.Газета Times попросила комментарий у физика Эдварда Кондона, который подчеркнул, что многие доводы в споре зависят от того, как определить "реальность" в контексте физики. Физик и историк Макс Джаммер отметил, что первая критика статьи ЭПР, освещающая вопрос физической реальности у Эйнштейна как ключевой аспект, была опубликована в дневной газете еще до появления статьи в научном журнале.
Ответ Бора на статью ЭПР появился в Physical Review в том же 1935 году.
Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.
. Он подчеркивал, что измерения положения и импульса являются взаимодополняющими, и поэтому, выбрав измерение одного параметра, невозможно одновременно измерить другой. В этом контексте, факт, определенный для одной конфигурации экспериментального оборудования, не может быть соединен с фактом, полученным с помощью другой конфигурации. По этой причине Бор считал, что утверждение ЭПР о том, что заранее определенные значения положения и импульса второй частицы можно считать действительными, было ошибочным. В заключение, Бор заявил, что выводы ЭПР относительно неполноты квантового описания были необоснованными.
Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.
, что квантовая механика не является завершенной теорией. Он уменьшал роль того, что статья ЭПР определила как "элементы реальности", связанные с положением и импульсом частицы B, заявив, что он не придает этому особого значения и не привязан к тому, позволяют ли определенные состояния частицы B точно предсказывать её положение и импульс.Для Эйнштейна ключевой частью его аргументации был вопрос о нелокальности. Он акцентировал внимание на том, что действие, произведенное на частице A (например, измерение её положения или импульса), может привести к изменению состояния частицы B, находящейся на расстоянии. Эйнштейн утверждал, что в соответствии с принципом локальности реальное физическое состояние частицы B не должно было бы зависеть от измерений, проведенных на частице A. Это противоречие между квантовой механикой и принципом локальности подсказало ему, что квантовые состояния не могут полностью описывать реальное физическое состояние системы.
Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.
, сосредоточив внимание на измерениях с конкретными возможными результатами, вместо непрерывных измерений положения и импульса, упомянутых в эксперименте ЭПР. Этот эксперимент, иногда называемый ЭПР-Бома, основан на представлении пары электрон-позитрон.Рассмотрим источник, излучающий такие пары. Электрон направляется к детектору А, где работает наблюдатель Алиса, в то время как позитрон движется к детектору B, где наблюдает Боб. Согласно принципам квантовой механики, наш источник можно настроить таким образом, чтобы каждая пара частиц находилась в особом квантовом состоянии, известном как спиновый синглет, при этом спины частиц будут "запутанными".
Это "запутанное" состояние представляет собой суперпозицию двух других состояний — состояния I и состояния II. В первом состоянии электрон имеет вертикальный спин, направленный вверх, в то время как спин позитрона указывает вниз. Во втором состоянии ситуация обратная: электрон имеет спин, направленный вниз, а у позитрона он направлен вверх. Таким образом, до проведения конкретного измерения невозможно определить, в каком из этих состояний находится спин каждой из частиц.
В последующих годах после публикации статьи ЭПР многие физики занимались этой проблемой, пытаясь найти подходящую теорию скрытых переменных или доказать, что такая теория невозможна. В 1960-х годах Джон Белл предложил набор неравенств (теперь известных как неравенства Белла), которые должны выполняться для любой локальной теории скрытых переменных. Эксперименты, проведенные в 1980-х годах, продемонстрировали нарушение этих неравенств, поддерживая предсказания квантовой механики.
Для многих эти эксперименты служили окончательным доказательством того, что квантовая механика является корректным описанием природы на микроскопическом уровне и что принцип локальности в классическом понимании, вероятно, нарушается в квантовом мире.
Хотя квантовая механика предсказывает нелокальные корреляции между запутанными частицами, это не позволяет передавать информацию со скоростью, превышающей скорость света, и поэтому не нарушает принципов специальной теории относительности. Нелокальность квантовой механики является одним из ее наиболее таинственных и дискуссионных аспектов и остается предметом исследований и дебатов среди физиков.
Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.
Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.
Научный телеграм канал
Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.
и
Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.
Последнее редактирование:
