ЕПР парадокс у физици

ЕПР парадокс (или Еинстеин-Подолски-Росен Парадок) је мисаони експеримент који има за циљ да покаже својствен парадокс у раним формулацијама квантне теорије. То је један од најпознатијих примера квантна уплитање. Парадокс укључује две честице који су заплетени један према другом у складу са квантном механиком. Под Интерпретација у Копенхагену квантне механике, свака честица је појединачно у несигурном стању све док се не мери, у том тренутку стање те честице постаје сигурно.

Тог истог тренутка стање друге честице такође постаје сигурно. Разлог што је ово класификовано као парадокс је тај што наизглед укључује комуникацију између две честице код брзине веће од брзине светлости, што је сукоб са Алберт Ајнштајнс теорија релативности.

Парадокс је био жариште жестоке расправе између Ајнштајна и Ниелс Бохр. Ајнштајну се никада није допадало квантна механика коју су развили Бохр и његове колеге (базира се, иронично, на послу који је започео Еинстеин). Заједно са колегама Борисом Подолским и Натханом Розеном, Ајнштајн је развио парадокс ЕПР-а као начин да покаже да је теорија у нескладу с другим познатим законима физике. У то време није постојао прави начин експеримента, па је то био само мисаони експеримент или геданкеексперимент.

Неколико година касније, физичар Давид Бохм измијенио је примјер парадокса ЕПР-а тако да су ствари биле мало јасније. (Првобитни начин на који је парадокс представљен био је помало збуњујући, чак и за професионалне физичаре.) У популарнијем Боху формулација, нестабилна спин 0 честица се распада на две различите честице, честица А и честица Б, насупрот томе упутства. Пошто је почетна честица имала спин 0, зброј два нова честица мора бити једнак нули. Ако честица А има спин +1/2, онда честица Б мора имати спин -1/2 (и обрнуто).

Опет, према копенхагенској интерпретацији квантне механике, све док се не изврши мерење, нити једна честица нема дефинитивно стање. Обе су у суперпозицији могућих стања, с једнаком вероватноћом (у овом случају) да имају позитивно или негативно спиновање.

Постоје две кључне тачке на послу које чине ово забрињавајуће:

1. Квантна физика каже да су, до тренутка мерења, честице немој имају дефинитивно квантно спиновање али су у суперпозицији могућих стања.
2. Чим измеримо спин честице А, сигурно ћемо знати вредност коју ћемо добити мерењем центрифуге честице Б.

Ако измерите Честицу А, чини се да квантни спин честице А постаје "постављен" мерењем, али некако Честица Б такође одмах "зна" који спин треба да преузме. Ајнштајну је ово било очигледно кршење теорије релативности.

Нико никада није довео у питање другу тачку; полемика је била у потпуности са првом тачком. Бохм и Ајнштајн су подржали алтернативни приступ назван теорија скривених променљивих, који је сугерисао да је квантна механика непотпуна. У овом погледу, морао је постојати неки аспект квантне механике који није одмах очигледан, али који је требало додати у теорију да би се објаснио овакав не-локални ефекат.

Као аналогија, узмите у обзир да имате две коверте у којима свака садржи новац. Речено вам је да један од њих садржи рачун од 5 УСД, а други рачун од 10 УСД. Ако отворите једну коверту и садржи рачун од 5 долара, онда сигурно знате да друга коверта садржи рачун од 10 долара.

Проблем ове аналогије је у томе што квантна механика дефинитивно не функционира на овај начин. Што се тиче новца, свака коверта садржи одређени рачун, чак и ако се никад не вратим у њих.

Неизвесност у квантној механици не представља само недостатак нашег знања већ фундаментални недостатак дефинитивне стварности. Док се не изврши мерење, према копенхагенској интерпретацији, честице су заиста у суперпозицији свих могућих стања (као у случају мртве / живе мачке у Сцхроедингерова мачка мисаони експеримент). Иако би већина физичара радије имала универзум са јаснијим правилима, нико то не би могао да схвати тачно шта су биле ове скривене променљиве или како би их се смислено могло укључити у теорију начин.

Бохр и други бранили су стандардну копенхагенску интерпретацију квантне механике, која је и даље подржана експерименталним доказима. Објашњење је да таласна функција која описује суперпозицију могућих квантних стања постоји у свим тачкама истовремено. Закретање честице А и завртање честице Б нису независне величине, већ су представљене истим термином унутар квантна физика једначине. Оног тренутка када је извршено мерење на честици А, то је целокупна таласна функција пропада у јединствену државу. На овај начин, не постоји никаква даљинска комуникација.

Главни нокат у лијесу теорије скривених варијабли дошао је од физичара Јохна Стеварта Бела, у ономе што је познато као Белл'с Тхеорем. Развио је низ неједнакости (зване Белл неједнакости), које представљају како би се размештала мерења завртње честице А и честице Б ако се не би заплеле. У експерименту после експеримента, Белове неједнакости су кршене, што значи да се чини да се одвија квантно заплетање.

Упркос овим доказима супротним, још увек постоје неки заговорници теорије скривених променљивих, мада је то углавном међу физичарима аматерима, а не професионалцима.

Уредио Др Анне Марие Хелменстине