Le paradoxe d'Einstein - Podolsky - Rosen sur les doigts et ... qu'est-ce que l'éther a à voir avec ça

Le paradoxe d'Einstein - Podolsky - Rosen est désormais activement étudié dans de nombreux laboratoires du monde et instituts scientifiques. Des tonnes d'articles scientifiques sont en cours d'écriture. Beaucoup de battage médiatique a été soulevé dans les cercles quasi scientifiques.


Un seul hic, bien que paradoxal. En mécanique quantique elle-même, il n'y a rien de paradoxal dans le paradoxe EPR! Pas un gramme!

Alors pourquoi est-il étudié de si près?

Et oui, qu'est-ce que l'éther a à voir avec ça?!

Recherche de nouvelle physique

La réponse est simple - lorsque l'on étudie le paradoxe de l'EPR, il y a une recherche active de nouvelle physique. Pour être précis - la recherche d'une nouvelle physique fondamentale, au fur et à mesure du développement de la physique appliquée.

Cela est particulièrement vrai dans notre monde, où les bals sont régis par des théories du complot qui suggèrent que les reptiliens ou les juifs cachent quelque part de VRAIE physique!

Antagoniste à la fin du XIXe siècle, lorsque de nombreux physiciens croyaient que presque tout était ouvert, il ne restait plus qu'à trouver quelques touches.

Maintenant, au contraire, même les physiciens conservateurs pensent que la physique fondamentale est loin d'être complète.

Naturellement, l'intérêt de trouver une nouvelle physique est désormais colossal!

Une chose reste à comprendre: comment déterminer où chercher cette veine dorée de la nouvelle physique?
Une option consiste à trouver des incohérences dans les théories et à essayer d'y creuser.

Prenons, par exemple, la théorie électrodynamique de Maxwell. Cette théorie est si bien cohérente avec toutes les théories acceptées qu'il n'y a rien à rechercher. Et ne regarde pas. Eh bien, sauf pour les théories unificatrices. Dans l'après-midi avec le feu, vous ne trouverez pas de nouveaux articles sur l'électrodynamique fondamentale. Bien appliqué - un tas.

Coordination de STO et GO

Cependant, l'électrodynamique est difficile à bien montrer sur les doigts, prenons donc quelque chose de plus simple.
Voyons à quel point la théorie spéciale de la relativité est en accord avec la mécanique classique (principalement avec la relativité de Galileo).

La relativité de Galileo en particulier parle de la relativité de la vitesse.

Et la théorie spéciale de la relativité, en particulier, affirme que la vitesse de la lumière est absolue.
Il semblerait que le conflit soit évident. Mais nous (en la personne d'Einstein) déclarons STR comme une théorie généralisée de GO, où la relativité de Galileo n'est qu'un cas spécial.

En effet, si dans les transformations de Lorentz on dirige la vitesse de la lumière à l'infini $$ , puis nous obtenons la transformation Galileo. Ou en d'autres termes, pour des vitesses bien inférieures à la vitesse de la lumière, les transformations de Galileo seront valables.

Donc, ça ne vaut pas la peine de chercher une nouvelle physique à la jonction de la mécanique classique et spéciale. Et il y a très peu d'articles frais sur ce sujet. Cela ne signifie pas que tout a été déterré dans la station-service. Vous pouvez en rechercher un nouveau, par exemple, dans le domaine des tachyons (particules dont la vitesse est supérieure à la lumière), et oui, ils y cherchent.

Cohérence de la mécanique quantique et classique

Mais qu'en est-il de la cohérence de la mécanique quantique et classique?
La mécanique classique prétend notamment que les particules existent ici et maintenant.
Et la mécanique quantique prétend que les particules sont des ondes, étalées dans le temps, l'espace et même pour nous-mêmes.

Ici aussi, le conflit est évident. Mais vous pouvez aussi vous en sortir: nous déclarons que KM est une théorie généralisée de la mécanique classique (newtonienne).

En effet, si dans les solutions des équations de Schrödinger, on tire la constante de Planck (réduite) à zéro $$ alors nous obtenons des lois newtoniennes. Eh bien ... PRESQUE.

Ou en d'autres termes, si nous travaillons à des distances beaucoup plus grandes que la longueur d'onde de Broglie, nous pouvons utiliser les équations newtoniennes. Eh bien ... PRESQUE.
En fait, cela ne suffit pas. Et ce qui est le plus incompréhensible - nous ne savons pas quoi d'autre doit être changé en mécanique quantique, à l'exception de l'effondrement de la fonction d'onde, de sorte que nous obtenons la mécanique newtonienne.



L'une des incohérences les plus frappantes et les plus simples entre ces deux théories est le paradoxe du chat Schrodinger.

Le paradoxe de Schrödinger déclare que si nous prenons un seul atome radioactif et plaçons un détecteur de rayonnement à côté de lui comme détonateur (poison ou bombes). Ce chat à côté de cet appareil:

• Selon la mécanique classique - ce sera OU vivant OU mort de toute façon
• Selon la mécanique quantique - si le chat avec l'appareil est dans une boîte impénétrable - alors - Et vivant Et mort en même temps, et seule la publication d'informations vous obligera à passer à OU /

Il peut sembler que la mine d'or de la nouvelle physique a été trouvée, allez creuser, mais pas si simple.
Le fait est que la partie qui contredit se situe dans le champ du paradoxe du monde kangourou (en fait, le paradoxe compliqué de la théière de Russell).

Il prétend que lorsque nous fermons les yeux et éteignons les appareils, tout se transforme en kangourou. Mais si nous allumons les appareils ou ouvrons les yeux, tout se transforme en ce que nous voyons.
Le paradoxe est que ces mondes ne peuvent être ni prouvés ni réfutés en principe et sont généralement jetés par le rasoir d'Occam.

Cela signifie que bien que nous ayons trouvé une divergence entre la mécanique quantique et le newtonien - il n'y a nulle part où enquêter - aucune expérience ne peut être faite qui a prouvé ou réfuté l'une des versions.

Recherche de nouvelle physique et d'éther

En fait, l'âge d'or de l'éther s'est déjà éteint plus d'un siècle. L'éther a surgi en tant qu'assistant aux explications des champs lumineux, électriques et magnétiques. Mais l'éther éther a brillé le plus brillamment dans la seconde moitié du 19e siècle, lorsque Maxwell a ajouté les équations d'Ampère et combiné les équations de base de l'électricité et du magnétisme en un seul système, créant la théorie de l'électromagnétisme.
En résolvant ces équations différentielles, en particulier, il s'est avéré qu'il y a des ondes électromagnétiques et que ces ondes se déplacent à vitesse constante $$ où $$ - magnétique et $$ - constante diélectrique du vide. Un peu plus tard, il s'est avéré que cette vitesse est très similaire à la vitesse de la lumière bientôt mesurée, à partir de laquelle il a été conclu que la lumière est les ondes électromagnétiques de Maxwell.

Cependant, la déclaration elle-même avait deux inconvénients:

• Lorsque nous parlons de vagues, nous entendons l'environnement dans lequel ces vagues se propagent. Vagues de la mer - sur l'eau, le son - dans l'air. Et dans quoi se propagent les ondes électromagnétiques?
• Le mouvement des vagues à vitesse constante était clairement contraire à la relativité des vitesses de Galileo.

Et si la première est une question plus philosophique, alors dans le second cas, quelque chose n'allait pas.
Soit Galileo avait raison (et le principe de relativité de la vitesse est trop évident pour une contradiction), soit Maxwell avait raison (bien que ce qui soit plus intuitivement plus correct - une solution au diff-ur ou un principe évident?!), Ou les deux avaient raison (il est terriblement difficile de changer le diff-ur montage sous Galileo).



La théorie de l'éther luminifère a supprimé toute tension - tout d'abord, il s'est avéré que les ondes électromagnétiques se propagent sur l'éther, et la vitesse de la lumière est constante par rapport à l'éther stationnaire, mais le mouvement de l'éther lui-même est très relatif. Autrement dit, il s'est avéré que Maxwell et Galileo ont raison. Eh bien ... théoriquement.

Certes, la pratique ne s'est pas arrêtée. Des mesures de plus en plus précises n'ont montré aucun écart de la vitesse de la lumière, aucun vent éthéré n'a pu être détecté.

Lorentz s'est rendu compte que l'éther se cache et change l'espace et le temps de telle manière qu'il semble qu'il n'y ait pas de vent d'éther et que la vitesse de la lumière est constante.

Einstein en 1905 a seulement supprimé l'essence inutile et a créé la théorie spéciale de la relativité sur la base des transformations de Lorentz. L'éther a donc perdu la moitié des fonctions.

Enfin, l'éther luminifère est mort inutile un peu plus tard avec le développement de la mécanique quantique, et c'est la découverte de la dualité onde-particule en 1924. La lumière n'a plus besoin de médiateur, les ondes e / m se propagent dans le photon lui-même.

Recherche de nouvelle physique dans une non-localité

De même, nous recherchons un écart entre la mécanique classique et la mécanique quantique, mais afin de pouvoir le confirmer par des expériences et essayer de trouver une explication.

Ce sont des expériences de violation de localité. Les scientifiques sont plus que sûrs que le monde est local (il n'y a pas d'interaction à longue distance, les particules communiquent entre elles à l'aide d'assistants comme un photon et d'autres bosons de jauge).

En revanche, certains des résultats de la mécanique quantique sont clairement non locaux.

Effets non locaux de la lumière polarisée

Non, nous ne regarderons pas quelque chose de compliqué, comme le paradoxe EPR. Pour le réaliser, nous utiliserons une expérience beaucoup plus simple - à savoir la non-linéarité des effets de la polarisation de la lumière. Pour ce faire, nous n'avons pas besoin d'outils ou d'institutions méga-complexes. Il suffit d'aller au magasin de matériel photographique et d'acheter 2 filtres polarisés linéairement. Et c'est tout.

Par expérience, nous placerons les deux filtres parallèlement l'un à l'autre et les éclairerons avec une lampe de poche. Si les filtres sont idéaux, alors tout le faisceau lumineux qui a traversé le premier filtre passera par le second sans perte. S'il y a black-out, il est pris en compte séparément en tant que coefficient constant.



Donc, si la polarisation du deuxième filtre parallèle est à un angle par rapport au premier filtre (ou vice versa), alors le coefficient de transmission final selon la mécanique quantique est

$$

Autrement dit, si l'angle est nul, alors 100% de la lumière passe, si 90 ° - la lumière est complètement bloquée - 0% passe. Si l'angle est de 45 °, la moitié du faisceau passe à 50%. Etc.



La pratique montre (la loi de Malus découverte au début du XIXe siècle) qu'elle s'accorde très bien avec la théorie.

Et maintenant, la chose la plus importante:

Si les décisions sont prises individuellement par chaque particule individuellement sans communiquer avec personne, alors ces décisions ne peuvent pas être expliquées en utilisant la localité.

Si vous le pouvez - allez-y, remplissez un article et obtenez votre Nobel!

Ce que l'on peut expliquer à l'aide de la localité, c'est une dépendance linéaire pour qu'à 0 ° elle passe 100%, à 45 ° elle passe 50% et à 90 ° elle passe 0%. Cependant, sous tous les AUTRES angles, les valeurs ne convergent pas.

Il y aura maintenant des sages et dira: laissez les photons détecter l'angle de polarisation et, selon la formule, tirera au sort. Taki devra compliquer les expériences pour une correspondance plus exacte: exactement individuellement, exactement sans communication ...

Non-localité dans le paradoxe Einstein-Podolsky-Rosen

Le paradoxe EPR lui-même prétend qu'il est possible de mesurer simultanément les propriétés quantiques en violant le principe d'incertitude de Heisenberg, ce qui signifie que la mécanique quantique est incomplète.

Bohm a suggéré des expériences pour vérifier ce paradoxe à l'aide de photons ou d'électrons intriqués.



Imaginez une expérience où 2 électrons se dispersent linéairement depuis le centre et traversent tous deux 2 spin mètres parallèles.

Pour commencer, nous comprendrons ce qui se passera si les électrons sont ordinaires et non intriqués.

Tout est simple. Les électrons de spin passeront à travers le premier mètre $$ dans 50% des cas et 50% des cas $$ . Grâce à la seconde - autant.

Et si nous tournons les jauges, quel sera le résultat?
Nous obtiendrons en moyenne 50% $$ et 50% des cas avec $$ . Trivial.

Compliquons maintenant et essayons de trouver les dépendances.

Faites-nous savoir qu'une particule avec un spin a traversé le premier mètre $$ . Sinon, ignorez le résultat du passage de la deuxième particule. La question est de savoir ce qui passera par le deuxième mètre au cas où le premier se révélerait être $$ ? De toute évidence - avec une probabilité de 50% montrera le spin $$ et avec une probabilité de 50% $$ .

Pour plus de commodité, nous introduisons l'indice de corrélation, qui est égal au module de la différence de probabilité des deux options:

$$

Notre corrélation est nulle.

L'appareil dispose d'un autre degré de liberté: les spin-mètres peuvent être tournés indépendamment les uns des autres. Et que se passera-t-il si une particule avec un spin passe à travers le premier mètre $$ et le deuxième mètre est tourné de 90 ° par rapport au premier. De toute évidence - une moyenne de 50% $$ et 50% des cas avec $$ . Et encore une fois, la corrélation est nulle.

En général, où que vous vous tourniez, il n'y aura pas de corrélation.



Mais, cela devient beaucoup plus intéressant lorsque nous envoyons des électrons enchevêtrés.

Les particules enchevêtrées sont très simples: elles ont TOUJOURS une rotation vers l'arrière les unes par rapport aux autres.

Si le premier tourne $$ , alors le deuxième électron enchevêtré a nécessairement $$ tourner.

Et si le premier tourne $$ puis le second - $$ .
Autrement dit, une corrélation de 100%.

Mais que se passe-t-il si nous tournons le deuxième étrier à 90 °? Si le premier tourne $$ , alors le deuxième électron enchevêtré aura une moyenne de 50% $$ et 50% des cas avec $$ . Il s'avère que la corrélation est nulle.

Que se passe-t-il si nous tournons le deuxième étrier à 45 °? Si le premier tourne $$ alors le deuxième électron enchevêtré aura 25% de chances $$ et 75% de chance $$ . Corrélation de 50%.

Dans le cas général, on obtient de la théorie et de la pratique, le niveau de corrélation en fonction de l'angle mutuel des spin-mètres:

$$

Autrement dit, nous avons obtenu la même équation non linéaire que pour le passage des photons à travers des filtres.

Vous pouvez essayer de décrire localement la non-linéarité en utilisant des paramètres cachés, mais l'inégalité de Bell pour les paramètres aléatoires cachés sera violée.

La théorie de Bell dans la formulation de Clauser-Horn-Shimoni-Holt dit que pour quatre variables aléatoires, l'inégalité sera toujours vraie:

$$

où K est la corrélation sans module (et peut être négative).



Seulement pour ces expériences, l'inégalité sera violée pour certains angles (proches de 0 ° et 90 °), ce qui signifie qu'elles ne peuvent pas être expliquées par des paramètres cachés aléatoires.

Conclusions

À la jonction de la mécanique classique et de la mécanique quantique, le classique perd à sec. Et cela nous fait même penser que nous ne savons rien de la localité de la nature, si elle est même locale ...