Bells olikhet och andra tankeexperiment

Berätta om dina specialintressen och lär dig om andras.

 Moderatorer: Alien, atoms

Bells olikhet och andra tankeexperiment

Inläggav Krake » 2014-03-06 19:31:56

På förslag från plåtmonster så skapar jag denna tråd ämnad för beskrivning och diskussion omkring diverse tankeexperiment, i synnerhet Bells olikhet, vilken är ett resultat av en generalisering av ett tankeexperiment skapat av bla. Einstein som kallas EPR paradoxen efter dess upphovsmän.

Låt oss därför börja med att beskriva EPR paradoxen. Enligt (den speciella) relativitetsteorin kan ingenting, inte heller någon form av information, färdas snabbare än ljus i vakuum. Här uppstår en konflikt med kvantfysiken: Föreställ dig nu att en partikel faller sönder i två delar som färdas åt motsatta håll. Enligt kvantmekaniken är deras totala spinn (för er som inte riktigt begriper spinn, mig delvis inkluderad, bekymra er inte. Det är inte centralt för tankeexperimentet) bevarad, dvs summan är densamma som originalpartikelns spinn. Kvantmekaniken säger dessvärre också att vi bara kan känna till en partikels spinn i en riktning. Skulle vi mäta i en annan riktning så får vi givetvis ett svar men om vi sedan mäter ursprungsriktningen igen är det inte säkert att vi får samma svar igen. Vår ursprungspartikel hade ingen spinn alls men den faller sönder i två partiklar som båda har spinn, antingen upp eller ner. Givetvis, om vi mäter båda partiklarnas spinn i samma riktning, så måste en vara upp och den andra ner. När man gjort faktiska experiment på detta är det också resultatet. Problemet är att man kan mäta partiklarnas spinn tre ljusår ifrån varandra och utifrån resultatet av den ena direkt känna till resultatet av den andra. Einstein menade att pariklarna redan måste fått sin spinn tilldelad vid sönderfallet ungefär som om man stoppat ner en högervante och en vänstervante i två identiska lådor och öppnar en av lådorna långt ifrån den andra lådan. Då behöver man inte öppna den andra lådan för att veta vilken sorts vante som finns i den.

Bells olikhet lägger dock till en tvist på detta. Säg att man inte mäter pariklarnas spinn i exakt samma riktning utan utan i två olika vinklar, säg att man mäter p1 (partikel) i vilken v1 och p2 i v2 med en differens mellan v1 och v2 som är v. Nu strular det till sig eftersom vi då får en viss sannolikhet att p1 och p2 har samma spinn. Är v 90° så får vi två oberoende värden men är v 180° så får p1 och p2 alltid samma spinn. Grejen är dock att beroende på hur stor v är får vi olika stor sannolikhet att p1 och p2 har olika respektive samma spinn. Genom en del fancy matte kommer det ge att analogin med vantarna inte längre stämmer. Idén med vantarna och liknande idéer kallas för "local hidden variable theories" eller lokala gömda variabler teorier. I dessa kan teorier finns en okänd variabel som förmedlar informationen så att den kontinuerligt bärs med hela tiden i de båda partiklarna. Men det här tankeexperimentet visar alltså att det inte är möjligt. Jag har just nu inte tid att gå in mer i detalj på matten men kan nog göra det senare.
Krake
 
Inlägg: 1164
Anslöt: 2010-05-07
Ort: Stockholm

Bells olikhet och andra tankeexperiment

Inläggav Koboshi » 2014-03-06 23:09:38

Vetenskapens värld tog upp kvantfysiken i måndags. Och där tas upp om spökpåverkan av partiklar. Delen börjar 11 min in.
Koboshi
 
Inlägg: 1479
Anslöt: 2009-07-10
Ort: Halmstad

Bells olikhet och andra tankeexperiment

Inläggav gadas » 2014-03-06 23:29:33

Förstår inte så mycket av vare sig kvantmekanik eller relativitetsteori, det närmaste jag kommer är att minnas en radiofråga för länge sedan.

Om man tänker sig en lång stång som man skjuter på i ena änden så måste väl den impulsen färdas fortare än ljuset eftersom stångens andra ände ögonblickligen flyttar sig? I teorin stämmer det, men man hade räknat ut att i praktiken kommer impulsen att gå betydligt saktare än ljuset eftersom stången först trycks ihop för att sedan utvidgas i andra änden.
gadas
 
Inlägg: 2320
Anslöt: 2012-10-21

Bells olikhet och andra tankeexperiment

Inläggav notwoodstock » 2014-03-06 23:30:12

Jag läste om den ca 1980 i Scientific American. Förstod inte mycket...

Det jag kommer ihåg idag, är att det påstods innehålla som en term i Bells olikhet, om någonting "objektivt" existerar. Eller om kvantmekanikens underliga värld har "slagit till" även där.

Läget just nu i det populärvetenskapliga, verkar vara ännu mer rörigt och med fler mångfacetterade teorier än man nästan "vill" ha.

Jag tror jag läste i Paul Davies, ed. "The New Physics" för några år sedan att Bells olikhet inte gäller, men matematiska notationen körde över mig direkt. Så jag läste knappt om vad det handlade, det stycket text.

Jag skall någon dag, läsa lite av all fysik som står på nätet. Speciellt är jag intresserad av Kosmologi, kvantmekanik, relativitetsteorierna, samt QED. Däremot nöjer jag med att äga en 25 år gammal bok om Super Strings, det är alldeles för svårt har jag hört.

Läser gärna mer av det du skriver, men fastnar ofta på att vi inte läste så mycket t.ex partikelfysik.

/notwoodstock
notwoodstock
 
Inlägg: 3939
Anslöt: 2013-12-22
Ort: Stockholm

Återgå till Intressanta intressen



Logga in