Ställ era frågor om kvantmekanik

Jag har alltid tänkt mig EPR som ett rent tankeförsök. Men om Alice och Bob är överens om uppställningen av magneterna i förhållande till det tänkta fältet före försöket borde försöket väl kunna genomföras rent praktiskt. Tänker jag fel? Alice och Bob behöver inte vara långt ifrån varandra. Det räcker med att de är fysiskt åtskilda. Dvs. de delar inte varandras ”ljuskon” under Alice mättillfälle.

Som jag ser på det så får Bob visst ett mätvärde vid sin mätning efter att Alice bestämt elektronens spinn. Om Alice och Bob har tidigare information om varandra och experimentet de utför samt har lika uppställningen av mätutrustningen, kommer de få överensstämmande resultat när de träffas och jämför resultaten. Om Bob däremot mäter i en annan axel får de motstridiga resultat. Detta beror på (enligt mitt sätt att se på det) att de inte delar samma referensram längre. Därför kan de inte summera de båda elektronernas egenskaper (spinn i x och y).

Jag tror att både Alice och Bob skulle kunna få de två elektronerna till att visa samma spinnriktning om de befann sig (för varandra) i helt främmande referensramar. Men eftersom de då befinner sig i helt olika referensramar kan de heller inte kommunicera deras resultat med varandra. Detta förutsätter dock en observatör beroende verklighet enligt CH och RQM.

Är det inte så att om Alice mäter spinn först i y-led så "kollapsar" vågfunktionen vilket innebär att Alice vet Bobs spinnriktning i y-led. Men, om Bob då mäter i x-led på sin så gäller inte den tidigare spinnriktningen i y-led. Dvs. om han efter att ha mätt i x-led sedan mäter y-led igen så fås inte nödvändigtvis samma resultat som innan (då Alice mätte på sin).

Först måste jag säga att jag inte är någon kvantfysiker men jag är mycket intresserad av kvantmekanikens tolkningar (med risk för det jag säger är feltolkat av mig). Du har har rätt, varje mätning är unik med en begränsad unik information. Så när Bob mäter får han ny information om systemet. För Alice gäller hennes information om systemet tills hon gör en ny mätning eller interagerar med Bob. De två observatörerna har olika bild av verkligheten. Det är alltså fullt möjligt att två observatörer har olika information om samma system och därmed också tolkar det olika. Men om Alice och Bob sätter sig ner och går igenom mätresultaten med varandra kommer de att förstå varför de har olika resultat. Man kan alltså inte summera resultaten mätta i olika referensramar eller blanda resultat från olika referensramar.

Alice vet egentligen inte vilken spinn riktning Bob kommer att få förrän hon har pratat/interagerat med Bob. Informationen kan inte gå fortare än ljuset. Om Bob mäter i samma led så kommer hon klart veta eftersom hon har tidigare/historisk information om utgången av experimentet.

Spin är ett inneboende rörelsemängdsmoment runt sin egen axel som en partikel kan ha utan att ha någon inre struktur. I klassisk mekanik är det här obegripligt eftersom en punktpartikel inte kan ha någon hävarm kring sin egen axel, men kvantmekaniskt är det full tillåtet.

Den bästa förklaringen får man nog i termer av symmetrier. I klassisk mekanik tänker vi oss att systemets tillstånd är helt bestämt av partiklarnas positioner och rörelsemängder. I kvantmekaniken finns det dock utrymme för mer, och vad det finns utrymme för kommer egentligen från att vi har rotationssymmetri. Man kan komma fram till att det kan finnas kvanttal [; \sigma;], interna tillstånd för partikeln, så länge de beter sig på rätt sätt under rotationer. Mer konkret innebär detta att [;\sigma ;] består av två tal [; j;] och [;m ;] där [; j;] är ett positivt halvtal och [; -j \le m \le j ;] och [;m ;] bara får ta heltalssteg. [;j;] är då partikelns spin och [;m;] spinets komponent längs en given axel (man kan välja vilken som helst). De här kvanttalen [;j,m ;] beter sig precis som rörelsemängdsmoment.

Det finns inte riktigt utrymme för detta i klassisk mekanik. Det går att ta med intern struktur och tänka sig en pil på varje punktpartikel, som pekar i partikelns spins riktning. Men om man skrev upp en sådan teori i klassisk mekanik skulle denna interna struktur inte bidra till rörelsemängdsmomentet om man inte "stoppade in det för hand". Kvantmekaniskt trillar det dock ut direkt att spinnet är en form av rörelsemängdsmoment.

Tack för svar!

Blev det begripligt? Det är en ganska teknisk fråga och rätt svårt att förklara utan att blanda in matematiken.

Kan någon förklara hur sammanflätade partiklar funkar? Färdas inte deras info typ 10^4 snabbare än ljuset? Jag läste detta i någon populärvetenskapstidning.

Tack för eventuellt svar

Jag vet inte om det finns någon förklaring idag som beskriver hur sammanflätning fungerar, men däremot har man visat att det inte går att skicka information med fenomenet.

När jag tänker mig sammanflätning så ser jag det som att man skapar ett enda system som har den egenskapen att hela systemet bara kan befinna sig i två tillstånd (säg att det är två partiklar, P1 och P2 med en binär mätbar egenskap, sammanflätade till ett system).

Antingen har P1 tillståndet A och P2 har tillståndet B eller tvärtom. När man tror att man mäter på P1, mäter man i själva verket på P2 också; man mäter på hela systemet. Det här är ganska intuitivt eftersom vi faktiskt "får information"* om P2 också. Alltså påverkar vi hela systemet och det är inte konstigt att om vi sedan åker och mäter på P2 så stämmer det med den mätning vi gjorde nyss.

Ingen egentligen förklaring eller kausalt samband; bara ett synsätt som är kompatibelt med kvantmekaniken (förhoppningsvis). Annars kommer någon säkert tillrättavisa missförstånden!

* Vi kan sluta oss till det, på grund av systemets egenskaper, vars information vi tagit reda på med metoder som har en utbredningshastighet v som uppfyller v≤c. Notera att även systemets "utbredning" (separation av P1 och P2) skett med hastighet u≤c.