Эксперименты типа ЭПР и сверхсветовая связь с использованием интерференционных эффектов в качестве сигнального механизма

Я понимаю, что связь со скоростью выше скорости света невозможна при проведении одиночных измерений, потому что результат каждого измерения является случайным. Однако не должны ли измерения с одной стороны привести к коллапсу волновой функции с другой стороны, чтобы интерференционные эффекты исчезли? Таким образом, проведение измерений на «группах» запутанных частиц позволит осуществлять сверхсветовую связь, вызывая появление или исчезновение наблюдаемых интерференционных эффектов. Чем не такой эксперимент:

1) Ясно подразумевает, что возможна связь со скоростью, превышающей скорость света?

или

2) (если № 1 отклонен) Подразумевается, что измерение одной половины запутанной пары не вызывает коллапс волновой функции другой половины.

Почему этот мысленный эксперимент не показывает ясно, что, если мы утверждаем, что сверхсветовая связь исключена, мы также должны исключить «всемирный коллапс» в копенгагенской интерпретации?

РЕДАКТИРОВАТЬ: Вот пример явного эксперимента (хотя я думаю, что эксперты могли бы придумать что-то получше):

Вы можете запутать фотон с электроном так, чтобы угол фотона коррелировал с положением электрона в каждой щели эксперимента с двумя щелями. Если фотон обнаружен (измерен его исходящий угол), то информация о пути известна, и интерференция отсутствует. Если фотон не обнаружен, интерференция остается.

Эксперимент разработан таким образом, что фотон и электрон движутся примерно в противоположных направлениях, за исключением крошечного отклонения, которое дает информацию о том, какой путь. Вы устанавливаете ряд детекторов фотонов на расстоянии 100 м с одной стороны, и ваш эксперимент с двумя щелями на расстоянии 100 м в противоположном направлении. Теперь вы создаете запутанные пары группами, скажем, по 100 запутанных пар, каждая из которых появляется каждую миллисекунду, а между каждой группой появляется мюон, который служит разделителем.

Затем идея состоит в том, что кто-то со стороны детектора фотонов может отправить информацию тому, кто наблюдает за экспериментом с двумя щелями, путем выборочного обнаружения всех фотонов в одних группах, но не в других. Если все фотоны регистрируются для одного сгустка, то соответствующий электронный сгусток на расстоянии 200° не должен проявлять интерференционных эффектов. Если не все фотоны детектируются для одного сгустка, то соответствующий электронный сгусток, удаленный на 200°, будет демонстрировать обычные эффекты двухщелевой интерференции (скажем, на фосфорном экране). (Обратите внимание, что это не требует объединения информации со стороны фотонного детектора со стороны электронной двойной щели, чтобы получить интерференционные эффекты. Интерференционные эффекты будут явно проявляться, когда электронные вспышки заполняют фосфорный экран,

Таким образом, человек у детекторов фотонов может посылать «1» и «0» в зависимости от того, измеряет ли он фотоны в данном пучке. Предположим, они посылают «SOS» азбукой Морзе. Для этого требуется 9 групп, поэтому это займет 900 миллисекунд, что меньше 200 лет. Дело в том, что такой эксперимент будет работать только в том случае, если вы допустите, что измерение фотона действительно нелокально коллапсирует волновую функцию.

Связано: physics.stackexchange.com/q/3158/2451 и ссылки в нем.
@Qmechanic, к сожалению, прочитав всю ветку, я не думаю, что это очень тесно связано. Я все еще ищу ответ на этот вопрос. В этой ветке вообще не затрагивается вопрос связи путем "включения и выключения" интерференционных эффектов посредством измерения.
Ответ Любоша Мотла необоснованно тупой. Он должен был просто сказать, что процесс запутывания двух частиц — это измерение, которое разрушает интерференционную картину, без дальнейшей обработки дополнительной информации. Вы сможете «измерять» (т.е. постобрабатывать) два разных результата, обуславливая информацию, поскольку безусловное наблюдение в любом месте не меняется (и не может) от действий в другом месте, которое причинно не связано.
Просто хотел добавить свои 2 цента по предметам. То, что вы задаете, является закономерным вопросом, над которым многие размышляли. Прочтите статью в википедии en.wikipedia.org/wiki/Delayed-choice_quantum_eraser В статье есть объяснение, пусть и сложное, почему вы не можете нарушить причинно-следственную связь с помощью экспериментов с отложенным выбором в том виде, в каком они реализованы в настоящее время. Однако некоторые могут возразить, что такое нарушение причинно-следственной связи возможно, если эксперимент каким-либо образом модифицируется.

Ответы (2)

Не существует эксперимента, в котором подлинная информация могла бы передаваться быстрее света, и нет противоречия между этим фактом и квантовой механикой, построенной копенгагенской школой. Наоборот, правильная копенгагенская интерпретация квантовой механики нужна для описания известных экспериментов, совместимого со специальной теорией относительности и ее наиболее общими следствиями, локальностью и причинностью.

Вам придется подробно описать свой эксперимент, если вы хотите, чтобы вмешательство и его исчезновение обсуждались всерьез.

Однако в общем случае, если образуются запутанные пары, одна частица из этой пары сама по себе не будет вносить вклад в интерференционную картину. (Типичным примером является запутанная пара электрон-фотон, где электрон участвует в эксперименте с двумя щелями, а фотон используется, чтобы «смотреть» на электрон. Фотон запутывается с электроном, но собственная интерференционная картина электрона исчезает.) Интерференционную картину можно увидеть только мельком, если сравнить некоторые соответствующие измеренные свойства обеих частиц в запутанной паре. Но это возможно гораздо позже, когда эти результаты измерений будут переданы в одно место, а поскольку сравнение происходит намного позже, его нельзя использовать для передачи информации быстрее скорости света.

Если фотон не измеряется для группы из 100 электронов, будет наблюдаться интерференционная картина. Если повторно измерить фотон для сгустка из 100 электронов, интерференционная картина не будет наблюдаться. Верно?
@ user1247 Нет смысла махать руками в расплывчато описанной ситуации. Как сказал Любош: «Если вы хотите, чтобы интерференция и ее исчезновение серьезно обсуждались, вам нужно подробно описать свой эксперимент» : вы должны сообщить нам, какие измерения вы предлагаете, чтобы проанализировать ситуацию.
@dmckee, я использую пример, предоставленный моим Любосом (запутанная пара электрон-фотон). Придерживаюсь ли я другого стандарта? Я думал, у нас есть общий словарный запас, предоставленный Любос.
Этот пример неполный. Вы должны описать весь эксперимент. Что бы вы сделали с каждой частицей и как бы вы распределили время (и с какой точки зрения)?
@dmckee, я думаю, это немного несправедливо, потому что либо ты понимаешь мой вопрос, либо нет. Если вы понимаете мой вопрос, такое строгое требование не нужно: я не какой-то сумасшедший, пытающийся опровергнуть здесь СТО или придумать какой-то новый эксперимент (я очень сомневаюсь, что мои мысли здесь новаторские), я просто задаю довольно простой вопрос. вопрос об экспериментах типа ЭПР.
@user1247 - вы написали: "Я думаю, что это немного несправедливо, так как либо вы понимаете мой вопрос, либо нет. Если вы понимаете мой вопрос, такое жесткое требование излишне:" - Нет, это неверная логика. Мы прекрасно поняли ваш вопрос, и мы также могли прекрасно видеть, что он не был полным, поэтому на него не могло быть достаточно точного ответа. Между этими двумя вещами нет противоречия. Есть много понятно сформулированных вопросов, которые до сих пор не дают никому достаточно данных, чтобы дать осмысленный однозначный ответ.
@lubos, тогда не могли бы вы сказать мне, что не так с приведенным мной примером эксперимента (см. редактирование исходного сообщения)?
Привет, пользователь, я предполагаю, что под углом фотона вы подразумеваете его направление движения (импульс). С этим нет проблем, за исключением того, что это стандартный мысленный эксперимент, показывающий, почему нельзя измерить информацию о направлении и одновременно увидеть интерференционную картину. Я уже обсуждал это, но я могу сделать это снова. Если вы хотите получить информацию о направлении, то должен быть фотон с достаточной энергией, то есть с короткой длиной волны, сталкивающийся с электроном, и в этом случае электрон не будет вносить вклад в интерференционную картину, потому что он искажен фотоном высокий п .
Я не думаю, что вы даже предприняли понятную попытку разработать способ отправки информации со скоростью, превышающей скорость света. По крайней мере, я не вижу. Во-первых, вы неявно предполагаете, что для интерференционной картины электронов важно, обрабатывались ли фотоны по-другому после того, как они взаимодействовали и запутывались с электронами. Совершенно не важно, что происходит с фотонами после запутывания/взаимодействия с электронами. Поведение электронов полностью определяется запутанностью с фотонами, и дальнейшая судьба фотонов не имеет значения.
Во-вторых, кажется, что вы хотите измерить направление фотонов, или каких-то фотонов, или чего-то еще, вы все еще неясны в этом, и эта информация, по-видимому, используется для передачи какой-то информации быстрее скорости света. Но вы все еще не указываете, как вы хотите этого добиться. Если вы отправите эту информацию каким-либо образом, она будет передаваться медленнее, чем c. Электроны также движутся медленнее, чем c.
Кто-то, кто знал некоторые измерения как электронов, так и их собратьев-фотонов, мог бы что-то сказать о том, что произошло рядом с событием взаимодействия. Но этот "кто-то" существует гораздо позже - потому что ему нужно дождаться прихода туда информации фотонного измерения и электронного измерения, а эта передача информации просто не может быть сверхсветовой и никакой лазейки вы не нашли , или.
Привет, Любош (извини, что не видел твоего ответа до сих пор), с твоим первым абзацем (в ответ на мой последний) я полностью согласен. Это действительно то, что я говорю. Если обнаружено, что фотон имеет достаточную энергию, чтобы дать информацию о том, в каком направлении, то электрон не должен демонстрировать интерференцию. Если нет, то электрон должен показывать интерференцию. Это все обычные вещи.
Вы говорите, что я «неявно предполагаю, что для интерференционной картины электронов важно, обрабатывались ли фотоны по-другому после того, как они взаимодействовали и запутывались с электронами». Нет, я привожу явный пример. Если фотоны обнаружены, то есть информация о том, в каком направлении. Если их нет, то нет. Верно?
Затем вы говорите: «Но вы все еще не указываете, как вы хотите этого добиться». Да. Явно. Вы не читали мой пост? У вас есть группы запутанных электронов и фотонов. Если вы измеряете информацию о направлении для группы, это соответствует «1», потому что помех не наблюдается. Если вы не измеряете информацию о направлении, это соответствует «0», потому что видны помехи. Если говорят, что волновая функция коллапсирует нелокально через Копенгаген, то измерение информации о том, какой путь находится за пределами светового конуса электронов, позволяет отправлять такие «1» и «0» быстрее, чем свет.

Я собираюсь пойти дальше и ответить на свой вопрос. Я думаю, проблема в том, что в предложенном мной эксперименте никогда не было бы никакой возможности наблюдать интерференционную картину без предварительного разрушения запутанности, которая позволила бы (путем измерения сгустков фотонов) включать или выключать интерференцию на электронной стороне. Запутанность между электроном и фотоном подразумевает, что интерференционной картины не будет, независимо от того, наблюдаются фотоны или нет. Единственный способ вновь ввести интерференцию — это, например, заставить электроны пройти через маленькую щель перед двойной щелью, чтобы распространить свою волновую функцию. Но при этом электрон запутывается с экраном с первой щелью в нем и эффективно стирается его запутанность с фотоном. если импульс экрана с первой щелью не может быть измерен с достаточной точностью после прохождения через него электрона. Но интерференция будет видна только в том случае, если импульс экрана не может быть измерен с достаточной точностью без ущерба для соответствующей неопределенности положения экрана. Если предположить, что уровень этой неопределенности нельзя контролировать по желанию, появление интерференции не может включаться и выключаться удаленным измерителем фотонов/экранов.

Может быть полезно прочитать статью Почему в эксперименте ЭПР Допфера требуется подсчет совпадений? вкл. ответ, комментарии, ссылки, ...
@user12262 user12262, но в своей связанной статье ( vixra.org/abs/1103.0095 ) ответчик с наибольшим количеством голосов утверждает, что FTL-связь возможна именно так, как задано в этом вопросе. Учитывая, что консенсус, по-видимому, против такой возможности, это только добавляет мне путаницы...
user1247: " но там ["Dopfer EPR", PSE/q/79427 ] ответчик с наибольшим количеством голосов утверждает [...] " -- И там я также дал свой ответ, который вполне может быть понят как встречное требование . Так что, как и в большинстве случаев, вы тоже должны попытаться понять это сами. Есть ли у вас какие-либо конкретные дополнительные вопросы по моему ответу (или последующим комментариям)? Тем временем я еще раз взгляну на ваш ответ здесь. Я пытаюсь задать здесь конкретный дополнительный вопрос (это может занять несколько дней) ...
@user12262 user12262, нет, я думаю, что понимаю ваш конкретный ответ, трудность в целом заключается в том, что литература по таким экспериментам кажется немного скудной, кроме Крамера и др., которые, кажется, представляют точку зрения меньшинства.