Исключает ли теорема Белла локальные скрытые переменные как объяснение радиоактивного распада?

Часто говорят, что теорема Белла (и наблюдаемые ее нарушения) исключает теории локальных скрытых переменных как объяснение кажущегося недетерминизма, обнаруженного в квантовой механике. Мне интересно, распространяется ли это также конкретно на процессы радиоактивного распада. Так что я думаю, что это действительно вопрос того, понимаются ли в настоящее время процессы радиоактивного распада на таком уровне, чтобы можно было сказать, что кажущаяся случайность сводится к некоторым хорошо известным квантовым явлениям, которые охватывались бы теоремой Белла. Или, наоборот, что процессы распада не понимаются в той мере, в какой они сводятся к квантовым явлениям и, следовательно, могут иметь другое объяснение. Например, можно представить радиоактивные ядра как детерминированную, но хаотичную систему взаимодействий, проходящих через состояния,

Раздел https://en.wikipedia.org/wiki/Radioactive_decay#Theoretical_basis_of_decay_phenomena , кажется, оставляет впечатление, что основной механизм распада не понятен.

Ответы (2)

Если вы не сторонник наличия лазеек в различных тестах неравенства Белла 1 , тогда локальная скрытая переменная исключается как способ работы любой квантовой механики.


1 Каковыми являются некоторые не чудаки, хотя, насколько я понимаю, пространство для маневра становится довольно ограниченным.

Хорошо, мой вопрос был больше, известно ли, что кажущийся индетерминизм в радиоактивном распаде вообще связан с квантом. Можно представить, что все ядра данного изотопа на Земле в настоящее время находятся в случайном состоянии полностью детерминированной (может быть, неквантовой, механической) системы и хаотически, но детерминистически меняются от состояния к состоянию и в конце концов достигнут «состояние распада». Если это так, то теорема Белла не имеет отношения к радиоактивному распаду.
В основе всего лежит квантовость, а ядерный распад происходит в субатомном масштабе, так что он все время квантовый.
dmckee: Да, все является квантовым, но это не значит, что любая кажущаяся недетерминированной вещь обусловлена ​​квантовой. Возьмите погоду — ее очень трудно предсказать, но я думаю, что большинство людей согласятся, что это связано не с потенциальной индетерминизмом кванта, а со «скрытыми переменными» и хаотичной природой системы. И я не думаю, что люди скажут, что теорема Белла исключает такие скрытые переменные. Итак, мой вопрос: может ли ядерный распад быть тем же самым... т.е. детерминированным по своей сути?

Распад достаточно хорошо изучен. Вы можете смоделировать компоненты ядра как запертые в яме, а затем найти скорость, с которой ток вероятности вытекает наружу.

Реалистичная интерпретация КМ сказала бы, что волна действительно просачивается наружу. Конечно, волна находится в конфигурационном пространстве, так что это не такая волна, как электромагнитная волна.

Конкретная реалистическая интерпретация квантовой механики, такая как dBB, говорит, что то, видите ли вы взаимодействия с продуктами распада в определенное время, определяется тем, вывела ли часть потока вероятности, определяющая «истинную» конфигурацию частиц, их из ограниченного пространства. ну конфигурация еще.

Итак, независимо от вашей интерпретации или ее отсутствия, распад не менее и не более загадочен, чем любая другая квантовая динамика.

Что касается Белла, на самом деле речь идет об исключении некоторых совместных предположений, таких как повторные измерения, когда ваши скрытые переменные каким-то образом не могут повлиять на выбор оси, даже если скрытые переменные могут определять, как обернулось любое другое взаимодействие во Вселенной. Конечно, это исключает определенные теории, но любая другая теория все еще находится на столе, чтобы ее можно было использовать, а не использовать. Я думал, что нужно вернуться на 60 лет назад, чтобы найти кого-нибудь, кому нравится любая из теорий, которые Белл исключает. Но, очевидно, я на самом деле не знаю, что думают другие люди.

По сути, если вы сомневались, нужна ли вам скрытая переменная, и единственные типы скрытых переменных, которые вам нравились, были теми, которые Белл исключил, тогда Белл вам поможет. Для всех, кто не заботится о скрытых переменных или любит другие, это почти ничего не значит.

И я думаю, что почти все находятся в этой последней группе, они либо уже не заботились о скрытых переменных, либо им нужны скрытые переменные, которые действительно согласуются с квантово-механическими наблюдениями и поэтому используют другие скрытые переменные, чем те, которые рассматривал Белл.

отредактируйте, чтобы попытаться быть более ясным

Если вы можете делать детекторы, то вероятность тока на детекторе измеряется скоростью его срабатывания. Так что это реальная вещь, которую должна предсказывать любая теория, и они это делают. И если вы посмотрите на ток вероятности для частицы в колодце, вы можете получить скорость, с которой она распадается, которая полностью определяется током вероятности, выходящим из колодца.

Если у вас есть позиция как скрытая переменная, которая пассивно раскрывается как она сама (не все скрытые переменные должны это делать), то текущая плюс эта скрытая переменная сообщает вам, когда она распадается (и в каком направлении идут продукты распада).

Таким образом, индетерминизм распада разрешается путем признания того, что распад определяется знанием того, когда срабатывают детекторы частиц. Таким образом, это определяется всем, что определяет положение, и, например, это делает дББ.

Если вы хотите рассматривать распад как квантово-механический, квантовый эффект Зенона может задержать распад, и он делает это, регулируя ток вероятности.

[...] Я согласен с тем, что сам распад «реален», но мне просто интересно, настолько ли понятен лежащий в его основе принцип, что кажущийся индетерминизм обязательно является квантовым. И не связано ли это только с высокой сложностью взаимодействия частиц в ядре [...]?

Возьмите погоду — ее очень трудно предсказать, но я думаю, что большинство людей согласятся, что это связано не с потенциальной индетерминизмом кванта, а со «скрытыми переменными» и хаотичной природой системы. И я не думаю, что люди скажут, что теорема Белла исключает такие скрытые переменные. Итак, мой вопрос: может ли ядерный распад быть тем же самым... т.е. детерминированным по своей сути?

Мы могли бы говорить друг о друге, поскольку распад может быть детерминированным по своей сути и быть полностью квантовым. Уравнение Шредингера полностью детерминировано. Вы можете наблюдать, как так называемый ток вероятности отслеживает движение волны. Вы увидите везде линии тока, касательные к току вероятности, и увидите, что первой вытекает волна ближайшей к барьеру колодца волны, а затем ближе будут новые части, а затем ближайшая из них. Убирайся.

И, конечно же, это может быть довольно хаотично, если там скачет несколько нуклонов, но он всегда будет последним ближайшим к барьеру, который просачивается наружу. И ничего из этого не имеет никакой вероятности. Волна хаотично и детерминированно вытекает из колодца.

Вероятность связана со скоростью срабатывания детекторов вне ядра, которая зависит от внешнего тока.

И когда детектор срабатывает, это означает, что его части эволюционируют по-разному, поэтому, поскольку ток предназначен для конфигурации всех частиц, ток на самом деле развивается там, где находится детектор. И он развивается таким образом, что поток продуктов распада переплетается с состоянием детектора и вещами, с которыми детектор взаимодействует.

Вы можете сделать все это на уровне уравнения Шредингера, полностью детерминистического, без вероятности, просто кусочки волн тут и там. Эволюция по уравнению Шредингера.

Вероятность возникает, когда вы сравниваете относительную частоту различных результатов в повторяющейся настройке. Если вы хотите сделать это (что вам не нужно), вы можете также рассмотреть возможность моделирования того, что отслеживает относительную частоту, а также моделирования отдельных детекторов и моделирования отдельных нуклонов.

Именно здесь вероятность возникает экспериментально, и поэтому, если вы используете проверенную теорию уравнения Шредингера на реальной экспериментальной установке, вы можете смоделировать эволюцию подсистемы, которая отслеживает относительную частоту.

Как и любая система, предназначенная для отслеживания чего-то еще, она разработана таким образом, чтобы иметь грубый надежный отклик, чувствительный к тому, что она отслеживает, и нечувствительный к другим случайным событиям, происходящим во Вселенной. Это означает, что он развивает состояние, грубые характеристики которого остаются теми же, независимо от того, как он получил эту сумму, потому что это независимо должно включать его нечувствительность к шумовому влиянию других вещей.

Так что вещи, которые взаимодействуют с грубым состоянием детектора, просто получают эту относительную частоту.

Отсюда и вероятность. И если вам лень утруждать себя анализом реальных устройств, агрегаторов и всего ансамбля нуклонов, то наверняка есть ярлыки (называемые правилом Борна) для описания результатов всего процесса без фактического выполнения всего этого.

Но первый шаг заключается в том, что волна развивается детерминистическим образом, в частности, она детерминистически развивается на своем пути из ядра до того, как вступит во взаимодействие с какими-либо детекторами, так что эта часть происходит до того, как правила Борна начинают упрощать ваше математическое моделирование (если вы решите использовать это).

Хорошо, да, я знаю, что теорема Белла сама по себе ограничена тем, что она исключает. Но мой вопрос заключается в том, я предполагаю, применимо ли оно вообще (или известно, что оно применимо) к радиоактивному распаду, то есть известно ли, что кажущийся индетерминизм в радиоактивном распаде проистекает из кванта (и не является ли он просто, скажем, классическим явлением, включающим одно или несколько переменных состояния в ядрах, которые мы не можем измерить, т. е. «классическая скрытая переменная»).
@ Морти, я отредактировал ответ, хотя до сих пор не уверен, что неясно в моем ответе. Если я узнаю, я исправлю это снова.
Тимей: Привет, я согласен с тем, что распад сам по себе «реален», но мне просто интересно, настолько ли понятен лежащий в его основе принцип, что кажущийся индетерминизм обязательно является квантовым. И не связано ли это только с высокой сложностью взаимодействия частиц в ядре (см. мой другой комментарий выше, где я сравниваю его с погодой)?
@Morty Ответил в ответ