Teoria zmiennych ukrytych
Teoria zmiennych ukrytych (Teoria Ukrytych Parametrów)
Teoria Zmiennych Ukrytych (TZU) lub Teoria Ukrytych Parametrów zakłada istnienie bardziej podstawowego mechanizmu zjawisk fizycznych niż uznawany obecnie za podstawowy, a opisany przez Mechanikę Kwantową (QM). Na tym głębszym poziomie obowiązują prawa, oddziaływania i parametry nieosiągalne dla ludzkiej percepcji skrępowanej biologiczno-chemicznymi ograniczeniami. TZU tłumaczy nimi występowanie w QM prawdopodobieństw otrzymania danego wyniku zamiast jednoznacznych przewidywań, które mogłyby zostać dokonane w przypadku pozbycia się wspomnianych ograniczeń obserwatora.
Termin TZU pojawił się w konsekwencji debaty Alberta Einsteina z Nielsem Bohrem, w której dyskutanci przedstawili różne tzw. interpretacje mechaniki kwantowej. Według QM odległe zdarzenia mogą przy odpowiednich okolicznościach być natychmiastowo skorelowane z lokalnymi (zob. kwantowe splątanie). Opisany przez Einsteina, Rosena i Podolskiego rzekomy paradoks (paradoksu EPR) próbował bezskutecznie wyjaśnić te korelacje ukrytymi, lokalnymi parametrami. Lokalność oznacza, że wszystkie oddziaływania nie mogą być szybsze od prędkości światła. Realizm oznacza, że cząstki składowe świata posiadają parametry niezależnie od aktu ich mierzenia (znane powiedzenie Einsteina: "Lubię wierzyć, że Księżyc jest na swoim miejscu nawet, gdy na niego nie patrzę").
Natomiast przedstawiona przez Bella w 1964 r. nierówność (Nierówność Bella) opisuje efektywnie mierzalną różnicę w przewidywaniach do jakich prowadzi QM, a jakie dają teorie oparte na hipotezie lokalnego realizmu, w które do śmierci wierzył Einstein, nie mogąc pogodzić się z "upiornym oddziaływaniem na odległość". W myśl nierówności Bella żadna teoria opierająca się na realizmie i lokalności nie jest w stanie odtworzyć, potwierdzonych później eksperymentalnie, przewidywań QM [1]. Kwestią osobną jest odrzucenie możliwości replikacji przewidywań QM z pomocą teorii nielokalnych i realistycznych, lokalnych i nierealistycznych oraz nielokalnych i nierealistycznych.
Realizm lokalny zakłada, że informacje na głębszym poziomie opisu, podobnie jak w dostępnym naszemu doświadczeniu realnym świecie, przekazywane są ze skończoną prędkością. Rezygnacja z tego warunku, tak jak w teorii De Broglie-Bohm, której nadrzędnym celem jest unaocznienie w obrazowy sposób nielokalności świata, otwiera szeroką różnorodność możliwych opisów, które odtwarzałyby wyniki QM, a co za tym idzie nie łamały nierówności Bella. Wiele możliwych wersji nielokalnych TZU jest dalekie od trywialności, a ich cechą szczególną jest pozbywanie się paradoksów QM na rzecz intuicyjnych mechanizmów.
Używany w dyskusjach termin TZU to także niepoprawnie używany synonim koncepcji lokalnego realizmu forsowany przez Einsteina i ostatecznie obalony wraz z eksperymentalnym uzyskaniem teleportacji stanów kwantowych.
Bibliografia [edytuj]
Gian Carlo Ghiradi, Raffaele Romano, A general theorem on local parts of hidden variable models, arXiv:1203.4687, http://arxiv.org/abs/1203.4687
Szpikowski S., Podstawy mechaniki kwantowej, Lublin: Wydawnictwo UMCS, 2011
Oryginalne artykuły EPR w Phys.Rev., Bella w Physics oraz Aspecta w Phys.Rev.Letters są np.tu: http://www.drchinese.com/David/EPR_Bell_Aspect.htm
Przypisy
- ↑ Pomiarów dokonano w 70-tych latach, zob.Alain Aspect
