Paradoks EPR

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj

Paradoks (także: niekompletność, eksperyment myślowy) EPR – nazwa pochodzi od nazwisk trzech fizyków: Alberta Einsteina, Borysa Podolskiego i Nathana Rosena. Fizycy ci zaproponowali pewien eksperyment myślowy w celu wykazania niezupełności mechaniki kwantowej. Eksperyment ten został opisany we wspólnie wydanej w 1935 roku publikacji "Can Quantum Mechanical Description of Physical Reality Be Considered Complete?".

W uproszczeniu, paradoks EPR wygląda następująco:

Mechanika kwantowa zakłada, że przed pomiarem wielkości kwantowej mierzona zmienna nie ma ustalonej wartości, dopiero pomiar ją ustala, a wcześniej można mówić tylko o rozkładach prawdopodobieństwa. Istnieją jednak pewne tzw. stany splątane par cząstek (a właściwie ich spinów), tzw. singlety, które mają taką właściwość, że gdy dokonujemy pomiaru wartości jakiejkolwiek składowej spinu każdej z cząstek, ale dla obu cząstek względem tego samego kierunku przestrzennego, otrzymujemy zawsze przeciwne wyniki (pełna anty-korelacja). Jeśli takie cząstki oddalimy od siebie, a potem zmierzymy pewną składową spinu jednej z nich, to pomiar da nam nie tylko jej wartość, ale jednocześnie wartość identycznej składowej spinu tej drugiej (gdyby ktoś chciał dokonać pomiaru w tym samym kierunku). Ponieważ dla singletu przed pomiarem składowe spinów każdej z cząstek są całkowicie nieokreślone, mamy zatem pozornie jakby pewnego rodzaju oddziaływanie rozchodzące się natychmiastowo na dowolną odległość (które określa spin odległej cząstki, na której nie wykonano żadnego pomiaru). Tymczasem szczególna teoria względności zabrania przekazywania informacji i oddziaływań z prędkością większą od prędkości światła. Używając analogicznego doświadczenia myślowego EPR wywnioskowali, że zmienne kwantowe muszą mieć ustaloną wartość przed pomiarem, co z kolei miało prowadzić do wniosku, że mechanika kwantowa jest teorią niepełną (niezupełną), bo nie określa tych ustalonych wartości, a jedynie ich prawdopodobieństwa.

Uwaga: opis paradoksu EPR podany wyżej opiera się na pomyśle Davida Bohma (1951) i jest jego najprostsza formą.

W 1964 roku, rozumowanie EPR zostało obalone przez Bella. Wykazał on, że podejście EPR prowadzi do pewnych nierówności, które nie są spełniane przez właśnie tego typu procesy kwantowe, jakie rozpatrywali EPR. Zatem ich koncepcje nie mogą być podstawą do dyskusji na temat możliwości uzupełnienia mechaniki kwantowej (patrz twierdzenie Bella), bo są z nią sprzeczne. Paradoks EPR zatem nigdy nie istniał. Rozumowanie EPR było od samego początku wewnętrznie sprzeczne. Mimo tego prace EPR odegrały bardzo istotną rolę w dyskusjach nad interpretacją mechaniki kwantowej.

Bibliografia[edytuj | edytuj kod]

  1. A. Einstein, B. Podolsky, N. Rosen. Can Quantum-Mechanical Description of Physical Reality Be Considered Complete?. „Phys. Rev.”. 47, s. 777 – 780, 1935. doi:10.1103/PhysRev.47.777 (ang.). 

Linki zewnętrzne[edytuj | edytuj kod]