Теорема Белла и гидромеханические эксперименты с каплями: возможны ли в конце концов локальные теории скрытых переменных?

Недавние гидромеханические эксперименты, проведенные группами Кудера в Париже и Буша в Массачусетском технологическом институте, имитируют удивительно широкий спектр квантовых эффектов. Важным компонентом этих гидромеханических систем является фоновая или пилотная волна, которая направляет капли.

Удивительно, но простой анализ эксперимента типа Белла показывает, что при наличии фонового поля нарушается одно из условий неравенства Белла, а именно независимость измерений (MI). См. статью «Неверные теоремы сталкиваются с фоновыми теориями квантовой механики» (доступна на arxiv ). Следовательно, такие классические эксперименты с каплями могут нарушать неравенство Белла. Что еще более важно, если этот анализ верен, теории скрытых переменных на основе фона допустимы, даже если они локальны (в смысле «включающие только (суб)световые взаимодействия») и даже если они совместимы со свободой воли.

Мой вопрос: мне анализ кажется вполне здравым, но, может быть, все-таки проскочила нефизическая гипотеза?

Ваша ссылка не работает. Можно имитировать квантовые эффекты в классическом компьютере, будь то аналоговый или цифровой, этот просто аналоговый. Между прочим, абсолютно ничто не мешает вам симулировать сверхсветовые эффекты, так что я не уверен, куда вы клоните онтологически. Моделирование всегда может делать «физику как обычно», «физику 2.0» и, если хотите, может также «вообще не делать физику».
Не могли бы вы обновить ссылку, пожалуйста, и желательно дать цитату, чтобы не было проблемы с гниением ссылок? Я бы очень хотел посмотреть на газету! Спасибо!
@CuriousOne. Может быть: arxiv.org/abs/1406.0901
@CuriousOne. Похоже, вы можете выиграть 1000 долларов (от самого автора), если найдете ошибку в математике этой статьи. См. minkowskiinstitute.org/Vervoort-r1.html ...
@StéphaneRollandin: Он точно не потеряет эти деньги из-за меня. По крайней мере, статья наводит на некоторые размышления. Я уже доволен этим.
Спасибо всем за ваши комментарии! Вот, может быть, лучшая ссылка: link.springer.com/article/10.1007%2Fs10701-015-9973-7 . Полная ссылка: «Неверные теоремы сталкиваются с фоновыми теориями квантовой механики» (2016a), «Основы физики», том 46, выпуск 4, стр. 458–472. Если кто-то может пройти через простую математику и дать комментарии, было бы здорово.
Я думал, Стив Галл показал с помощью своей компьютерной сети, что квантовые корреляции отличаются от квантовых корреляций? Та же идея вновь представлена ​​в этом документе: arxiv.org/abs/quant-ph/0301059v2 Не уверен, как это связано с этим вопросом и связанным документом.
Уважаемый LouisV: Вы как-то связаны с автором ссылки? К вашему сведению, у Physics.SE есть политика , согласно которой можно цитировать себя, но это должно быть четко и ясно указано в самом ответе, а не в прикрепленных ссылках.

Ответы (2)

Ради аргументации предположу, что все расчеты авторов верны - не вижу явных причин, по которым их быть не может.

Несколько заметок:

  1. Как отмечают авторы, критерий независимости измерений неравенства Белла является общеизвестным допущением. Так что указание на это само по себе не является интересным вкладом. На что можно надеяться, так это на то, что анализ этих экспериментов с каплями приведет к правдоподобной модели того, как это предположение может быть нарушено.

  2. Авторы показывают, что подходящие фоновые корреляции в принципе могут привести к нарушению Белла в эксперименте с каплями, но они не уточняют, какие наблюдаемые на самом деле демонстрируют эти корреляции. Предположительно, такая наблюдаемая должна быть «тонко настроена» в том смысле, что вам придется потрудиться, чтобы выяснить, как провести измерение, на которое должным образом влияет фон. Есть веская причина, по которой они не предлагают конкретного способа сделать это — они его не знают, и вполне может быть, что любая подходящая наблюдаемая будет слишком сложной для практического измерения.

  3. В целом их модель предсказывает значительные отклонения от квантовой механики. Как они отмечают, они предсказывают нарушение Белла, которое зависит от того, насколько быстро выбираются измерения, и, как я уже упоминал, это также должно зависеть от выбранной наблюдаемой. Конечно, можно предположить, что мы выбрали неправильный частотный диапазон и наблюдаемые во всех наших экспериментах Белла, чтобы увидеть это несоответствие.

  4. В недавнем заявлении о тесте Белла без лазеек случайный выбор измерения происходит как от физических процессов, которые считаются случайными, так и от потоков битов, полученных из таких вещей, как файлы различных фильмов и телешоу. Таким образом, модель неравенства Белла, которая в данном случае нарушала независимость от фона, должна была бы правдоподобно объяснять, как все эти вещи могут быть коррелированы, или как может быть какой-то полезный сбой в том, как эти случайные биты на самом деле реализуются в качестве настроек измерения. Излишне говорить, что я еще не видел такой модели.

На ваших заметках: 1,2. Тема статьи на самом деле состоит не в том, чтобы доказать, что неравенство Белла может быть нарушено в экспериментах с каплями (это просто следствие), а в том, чтобы показать, что основанные на фоне теории скрытых переменных для КМ допустимы. 4. Спасибо за исх. Еще один недавний эксперимент «без лазеек» провела группа Цайлингера. Однако если фоновое поле существует (вакуумные флуктуации, эфир или причудливое темное поле), то лазейку свободы выбора закрыть нельзя: подробности см. на arxiv.org/abs/1602.01859 . Если все верно, статья в силе!
Такое причудливое фоновое поле не обязательно нужно — я слышал, что (от одного из авторов статьи, на которую я ссылаюсь) высказывался тот факт, что вся электроника в эксперименте, конечно же, подключена к одной и той же энергосистеме, и в принципе можно представить какой-то странный электрический скачок, который как раз и нужен, чтобы обмануть нас. Лично я считаю, что до тех пор, пока я не увижу правдоподобную физическую модель таких «заговоров», я не нахожу их очень интересными. Но я, безусловно, свободно допускаю, что они существуют как логическая возможность.
Чтобы подчеркнуть аргумент @Rococo: чтобы объяснить эксперимент, описанный в arXiv: 1511.03186, такое фоновое поле должно направлять биты файла MPEG4 (?), Кодирующего фильм «Назад в будущее » . Это означает, что такая полностью детерминистская теория подразумевает определенные корреляции между разумом Роберта Земекиса в 1985 году и измерением поляризации некоторых фотонов в 2016 году: что-то, что, вероятно, невозможно опровергнуть с помощью физики, но все же совершенно неправдоподобно.
Эксперименты с каплями масла не претендуют на нарушение неравенства колоколов, так как им пока не удалось добраться до аналога запутанности. Они утверждают, что нелокальная жидкость (полностью коррелированная) может привести к запутыванию, но это все еще спекулятивно.

To Rococo: Ваши заметки не касаются вопроса и модели, о которой идет речь в статье. Для верности мы говорим об одном и том же, вопрос в статье http://arxiv.org/abs/1406.0901(опубликовано в Found. Phys. 2016) верна в своем основном утверждении, а именно в том, что локальные модели со скрытыми переменными, включающие фоновое поле, в конце концов возможны (и правдоподобны). Это важно, так как противоречит теореме Белла (как ее обычно понимают). Относительно ваших заметок: 1. Вы говорите: «Можно надеяться, что анализ этих экспериментов с каплями приведет к правдоподобной модели того, как это предположение [независимость измерения] может быть нарушено». Мой ответ: именно это и предлагается в статье, подробно. Если присутствует фон (например, тот, который имеет свойства, подобные пилотной волне жидкости в экспериментах с каплями), статья показывает, что независимость измерения и неравенство Белла могут быть нарушены. Аргументы довольно просты, поэтому, если вы обнаружите математическую ошибку или нефизическое предположение, Мне было бы очень интересно! 2. Вы говорите: «Авторы показывают, что подходящие фоновые корреляции в принципе могут привести к нарушению Белла в капельном эксперименте, но они не уточняют, какие наблюдаемые на самом деле демонстрируют эти корреляции». Тема статьи не в том, чтобы утверждать, что неравенство Белла может быть нарушено в экспериментах с каплями. Статья посвящена допустимости фоновых теорий скрытых переменных для квантовой механики. Только как следствие, в нескольких строках статьи предполагается, что неравенство Белла может быть нарушено в эксперименте типа Белла с каплями, потому что такие системы содержат фон (поверхностную или пилотную волну на пленке жидкости). 3. Вы говорите: «В принципе можно представить какой-то странный электрический скачок, который как раз и нужен, чтобы обмануть нас. Лично я считаю, что до тех пор, пока я не увижу правдоподобную физическую модель таких «заговоров», я не нахожу их очень интересными». Цель статьи — показать, что здесь нет ничего странного: просто фоновое поле (физический вакуум, поле с нулевой точкой, темное поле и т. д.). Обратите внимание, что это все, что касается квантовой теории поля. Никакого заговора не происходит! Действительно, ваше «личное ощущение» — это общепринятое мнение; но именно этому статья пытается противопоставить прямую физическую модель. Если вы хотите помочь оценить достоверность модели, вам придется покопаться в ней и оценить достоверность физических допущений и математических расчетов. «Цель статьи — показать, что в этом нет ничего странного: просто фоновое поле (физический вакуум, поле с нулевой точкой, темное поле и т. д.). Обратите внимание, что это все, что касается квантовой теории поля. Никакого заговора не происходит! Действительно, ваше «личное ощущение» — это общепринятое мнение; но именно этому статья пытается противопоставить прямую физическую модель. Если вы хотите помочь оценить достоверность модели, вам придется покопаться в ней и оценить достоверность физических допущений и математических расчетов. «Цель статьи — показать, что в этом нет ничего странного: просто фоновое поле (физический вакуум, поле с нулевой точкой, темное поле и т. д.). Обратите внимание, что это все, что касается квантовой теории поля. Никакого заговора не происходит! Действительно, ваше «личное ощущение» — это общепринятое мнение; но именно этому статья пытается противопоставить прямую физическую модель. Если вы хотите помочь оценить достоверность модели, вам придется покопаться в ней и оценить достоверность физических допущений и математических расчетов. но именно этому статья пытается противопоставить прямую физическую модель. Если вы хотите помочь оценить достоверность модели, вам придется покопаться в ней и оценить достоверность физических допущений и математических расчетов. но именно этому статья пытается противопоставить прямую физическую модель. Если вы хотите помочь оценить достоверность модели, вам придется покопаться в ней и оценить достоверность физических допущений и математических расчетов.

(1/2) «вопрос заключается в том, верна ли статья arxiv.org/abs/1406.0901 (опубликованная в Found. Phys. 2016) в своем основном утверждении, а именно, что возможны локальные модели со скрытыми переменными, которые включают фоновое поле ( и правдоподобно) в конце концов». Я думаю, что у нас нет разногласий по поводу первой части — да, они возможны, и ваша статья дает общий пример того, как это могло произойти. Я не останавливаюсь на этом только потому, что считаю это бесспорным.
(2/2) Суть нашего разногласия заключается в части «(и правдоподобной)». Это по определению субъективно, поэтому все, что я могу предложить, это мнение. Но, как подробно описано в моем ответе, я чувствую, что, хотя работа в таких статьях, как ваша, является важным первым шагом, правдоподобная модель должна указывать, что представляет собой это фоновое поле, и показывать, какие физические связи должны иметь значение, чтобы оно имело значение, чтобы координировать кажущиеся случайными измерения. выбор таким образом, что одурачивает все когда-либо проведенные тесты Белла. Конечно, нужно также показать, что это не вызывает никаких разногласий с экспериментом.
Я думаю, что это последнее, что я должен сказать по этому поводу, но я, безусловно, приветствую ваши комментарии, особенно если вы думаете, что я неправильно понимаю ситуацию.
(1/2) Я рад, что вы согласны с заключением статьи, но то, что локальные теории скрытых переменных могут нарушать неравенство Белла, ЯВЛЯЕТСЯ весьма спорным. Обычная интерпретация теоремы Белла говорит, что это невозможно.
(2/2) Я согласен, что то, что правдоподобно, субъективно. Но я думаю, что не следует путать 1) разоблачение теоремы Белла и 2) построение полноценной субквантовой теории. 2) предназначен для будущего лауреата Нобелевской премии, но 1) в случае успеха мне тоже кажется важным, поскольку может косвенно мотивировать 2). Когда Белл начинал, очень немногие считали его работу важной. Но это привело к важным результатам в QM и Q Inf. Наука... Таким образом, абстрактные результаты могут привести к конкретным результатам.
(2/2) При этом у меня все еще есть ощущение, что вы считаете эту модель конспирологической (что делает ее действительно крайне неправдоподобной). Но я думаю, что это не так: взаимодействие фона (характеризуемого параметрами лямбда) и анализаторов (с настройками а,б) может привести к стохастической зависимости между лямбдой и (а,б), даже если (а,б) выбираются свободно. В статье делается попытка как можно яснее объяснить, что такая корреляция может иметь место во многих системах, например, гидромеханических.
Уважаемый LouisV: Вы как-то связаны с автором ссылки? К вашему сведению, у Physics.SE есть политика , согласно которой можно цитировать себя, но это должно быть четко и ясно указано в самом ответе, а не в прикрепленных ссылках.