आइंस्टीन का विरोधाभास - पोडॉल्स्की - उंगलियों पर चुना और ... ईथर का इससे क्या लेना-देना है

आइंस्टीन का विरोधाभास - पोडोलस्की - रोसेन अब दुनिया और वैज्ञानिक संस्थानों की कई प्रयोगशालाओं में सक्रिय रूप से अध्ययन किया गया है। वैज्ञानिक लेख लिखे जा रहे हैं। निकट-वैज्ञानिक हलकों में बहुत अधिक प्रचार किया गया है।


केवल एक रोड़ा, हालांकि काफी विरोधाभास। क्वांटम यांत्रिकी में, EPR विरोधाभास में कुछ भी विरोधाभासी नहीं है! एक ग्राम नहीं!

तो इसका इतनी बारीकी से अध्ययन क्यों किया जा रहा है?

और हाँ, ईथर का इससे क्या लेना-देना है?

नई भौतिकी की खोज करें

उत्तर सरल है - ईपीआर विरोधाभास का अध्ययन करते समय, नई भौतिकी के लिए एक सक्रिय खोज है। सटीक होने के लिए - एक नए मौलिक भौतिकी की खोज, जैसा कि लागू भौतिकी का विकास होता है।

यह हमारी दुनिया में विशेष रूप से सच है, जहां गेंदों को साजिश सिद्धांतों द्वारा शासित किया जाता है जो संकेत देते हैं कि या तो सरीसृप, या यहूदी कहीं असली भौतिकी छिपाते हैं!

19 वीं शताब्दी के अंत तक विरोधी, जब कई भौतिकविदों का मानना ​​था कि लगभग सब कुछ खुला था, यह केवल कुछ स्पर्शों को खोजने के लिए बना रहा।

अब, इसके विपरीत, यहां तक ​​कि रूढ़िवादी भौतिकविदों को लगता है कि मौलिक भौतिकी पूरी तरह से दूर है।

स्वाभाविक रूप से, नई भौतिकी खोजने में दिलचस्पी अब बहुत अधिक है!

एक बात समझ में आती है: नए भौतिकी की इस सुनहरी नस को देखने के लिए कैसे निर्धारित किया जाए?
एक विकल्प सिद्धांतों में विसंगतियों को खोजने और वहां खुदाई करने का प्रयास करना है।

उदाहरण के लिए मैक्सवेल के इलेक्ट्रोडायनामिक्स सिद्धांत को ही लें। यह सिद्धांत सभी स्वीकृत सिद्धांतों के साथ इतनी अच्छी तरह से सुसंगत है कि देखने के लिए कुछ भी नहीं है। और मत देखो। सिद्धांतों को एकीकृत करने के अलावा, खैर। आग के साथ दोपहर में आपको मौलिक इलेक्ट्रोडायनामिक्स पर नए लेख नहीं मिलेंगे। हालांकि लागू - एक गुच्छा।

एसटीओ और जीओ का समन्वय

हालांकि, इलेक्ट्रोडायनामिक्स उंगलियों पर अच्छी तरह से दिखाना मुश्किल है, इसलिए चलो कुछ सरल लेते हैं।
आइए देखें कि विशेष थ्योरी ऑफ रिलेटिविटी क्लासिकल मैकेनिक्स (मुख्य रूप से गैलीलियो की सापेक्षता के साथ) से कितनी अच्छी तरह सहमत है।

गैलीलियो की सापेक्षता विशेष रूप से गति की सापेक्षता की बात करती है।

और विशेष थ्योरी ऑफ रिलेटिविटी का विशेष दावा है कि प्रकाश की गति निरपेक्ष है।
ऐसा लगता है कि संघर्ष स्पष्ट है। लेकिन हम (आइंस्टीन के व्यक्ति में) एसटीआर को जीओ के सामान्यीकृत सिद्धांत के रूप में घोषित करते हैं, जहां गैलीलियो की सापेक्षता केवल एक विशेष मामला है।

दरअसल, अगर लोरेंत्ज़ परिवर्तनों में हम प्रकाश की गति को अनंत तक निर्देशित करते हैं $$ , तो हम गैलीलियो परिवर्तन प्राप्त करते हैं। या दूसरे शब्दों में, प्रकाश की गति की तुलना में बहुत कम गति के लिए, गैलीलियो के रूपांतरण मान्य होंगे।

तो, यह शास्त्रीय यांत्रिकी और विशेष के जंक्शन पर एक नई भौतिकी की तलाश करने लायक नहीं है। और इस विषय पर बहुत कम ताज़ा लेख हैं। इसका मतलब यह नहीं है कि सब कुछ सर्विस स्टेशन में खोदा गया है। आप एक नए के लिए खोज कर सकते हैं, उदाहरण के लिए, टैचीयों के क्षेत्र में (प्रकाश से अधिक गति वाले कण), और हां, वे वहां देख रहे हैं।

क्वांटम और शास्त्रीय यांत्रिकी का सामंजस्य

लेकिन क्वांटम और शास्त्रीय यांत्रिकी की स्थिरता के बारे में क्या?
शास्त्रीय यांत्रिकी विशेष रूप से दावा करते हैं कि कण यहां और अब मौजूद हैं।
और क्वांटम यांत्रिकी का दावा है कि कण तरंगें हैं, समय, स्थान और यहां तक ​​कि अपने आप में लिप्त हैं।

यहाँ भी, संघर्ष स्पष्ट है। लेकिन आप यह भी पता लगा सकते हैं: हम KM को शास्त्रीय (न्यूटोनियन) यांत्रिकी का एक सामान्यीकृत सिद्धांत घोषित करते हैं।

दरअसल, अगर श्रोडिंगर समीकरणों के समाधान में, हम शून्य से नीचे (कम) प्लैंक को लगातार गोली मारते हैं $$ तब हमें न्यूटनियन कानून मिलते हैं। खैर ... ALMOST।

या दूसरे शब्दों में, यदि हम डे ब्रोगली तरंग दैर्ध्य से बहुत अधिक दूरी पर काम करते हैं, तो हम न्यूटोनियन समीकरणों का उपयोग कर सकते हैं। खैर ... ALMOST।
वास्तव में, यह पर्याप्त नहीं है। और जो सबसे अधिक समझ में नहीं आता है - हम नहीं जानते हैं कि क्वांटम यांत्रिकी में और क्या बदलाव करने की आवश्यकता है, लहर फ़ंक्शन के पतन के अलावा, ताकि हमें न्यूटोनियन यांत्रिकी मिल जाए।



इन दो सिद्धांतों के बीच सबसे हड़ताली और सरल विसंगतियों में से एक श्रोडिंगर बिल्ली विरोधाभास है।

श्रोडिंगर विरोधाभास में कहा गया है कि अगर हम एक रेडियोधर्मी परमाणु लेते हैं और एक डेटोनेटर (या तो जहर या बम) के रूप में इसके आगे एक विकिरण डिटेक्टर रखते हैं। इस उपकरण के आगे वह बिल्ली:

• शास्त्रीय यांत्रिकी के अनुसार - यह वैसे भी जीवित या मृत हो जाएगा
• क्वांटम यांत्रिकी के अनुसार - यदि उपकरण के साथ बिल्ली अभेद्य बॉक्स में है - तो - और एक ही समय में जीवित और मृत, और केवल सूचना का प्रकाशन आपको OR / OR मोड पर स्विच करने के लिए मजबूर करेगा।

ऐसा लग सकता है कि नई भौतिकी की सोने की खान मिल गई है, जाओ और खुदाई करो, लेकिन इतनी सरल नहीं।
तथ्य यह है कि जो हिस्सा विरोधाभासी है वह कंगारू विश्व विरोधाभास (वास्तव में, रसेल के चायदानी के जटिल विरोधाभास) के क्षेत्र में स्थित है।

उनका दावा है कि जब हम अपनी आंखें बंद करते हैं और उपकरणों को बंद करते हैं, तो आसपास की हर चीज कंगारू में बदल जाती है। लेकिन अगर हम उपकरणों को चालू करते हैं या अपनी आँखें खोलते हैं तो हम जो कुछ भी देखते हैं उसमें सब कुछ बदल जाता है।
विरोधाभास यह है कि इन दुनियाओं को न तो सिद्धांत रूप में सिद्ध किया जा सकता है और न ही इनका खंडन किया जा सकता है और आमतौर पर ओकाम के उस्तरा को छोड़ दिया जाता है।

इसका मतलब यह है कि यद्यपि हमने क्वांटम यांत्रिकी और न्यूटनियन के बीच एक विसंगति पाई है - जांच करने के लिए कहीं नहीं है - एक भी प्रयोग नहीं किया जा सकता है जो साबित हुआ या संस्करणों में से एक को अव्यवस्थित कर दिया।

नई भौतिकी और ईथर की खोज करें

वास्तव में, ईथर का स्वर्ण युग एक सदी से भी अधिक समय पहले ही समाप्त हो चुका है। प्रकाश, विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र के स्पष्टीकरण के सहायक के रूप में ईथर का उदय हुआ। लेकिन ईथर स्टार 19 वीं शताब्दी के उत्तरार्ध में सबसे अधिक चमक गया, जब मैक्सवेल ने एम्पेयर समीकरणों को जोड़ा और विद्युत और चुंबकत्व के बुनियादी समीकरणों को एक प्रणाली में जोड़ा, जिससे विद्युत चुंबकत्व का सिद्धांत तैयार किया गया।
इन अंतर समीकरणों को हल करते हुए, विशेष रूप से, यह पता चला कि विद्युत चुम्बकीय तरंगें हैं और ये तरंगें एक स्थिर गति से चलती हैं $$ जहाँ $$ - चुंबकीय और $$ - निर्वात का ढांकता हुआ निरंतर। थोड़ी देर बाद यह पता चला कि यह गति प्रकाश की जल्द ही मापी गई गति के समान है, जिससे यह निष्कर्ष निकाला गया कि प्रकाश मैक्सवेल की विद्युत चुम्बकीय तरंगें हैं।

हालांकि, बयान में दो कमियां थीं:

• जब हम लहरों के बारे में बात करते हैं, तो हमारा मतलब उस पर्यावरण से है जिसमें ये लहरें फैलती हैं। समुद्र की लहरें - पानी पर, ध्वनि - हवा में। और विद्युत चुम्बकीय तरंगों का क्या प्रसार है?
• निरंतर गति के साथ तरंगों की गति स्पष्ट रूप से गैलीलियो की गति की सापेक्षता के विपरीत थी।

और अगर पहला एक अधिक दार्शनिक सवाल है, तो दूसरे मामले में, कुछ सही नहीं था।
या तो गैलीलियो सही था (और गति की सापेक्षता का सिद्धांत भी एक विरोधाभास के लिए बहुत स्पष्ट है), या मैक्सवेल सही था (हालांकि क्या अधिक सहज रूप से अधिक सही है - अंतर-उर या एक स्पष्ट सिद्धांत का समाधान?), या दोनों सही थे (यह अभी भी बहुत भिन्नता-उर बदलने के लिए बहुत मुश्किल है) गैलीलियो के तहत फिटिंग)।



चमकदार ईथर के सिद्धांत ने सभी तनावों को हटा दिया - सबसे पहले, यह पता चला कि विद्युत चुम्बकीय तरंगें ईथर में फैलती हैं, और प्रकाश की गति स्थिर ईथर के सापेक्ष निरंतर होती है, लेकिन स्वयं की गति बहुत सापेक्ष होती है। यही है, यह पता चला है कि मैक्सवेल और गैलीलियो दोनों सही हैं। खैर ... सैद्धांतिक रूप से।

सच है, अभ्यास अभी भी खड़ा नहीं था। बढ़ती सटीक मापों ने प्रकाश की गति के किसी भी विचलन को नहीं दिखाया, कोई ईथर हवा का पता नहीं लगाया जा सका।

लोरेंट्ज़ ने महसूस किया कि ईथर छिप जाता है और अंतरिक्ष और समय को इस तरह से बदल देता है कि ऐसा लगता है कि कोई ईथर हवा नहीं है और प्रकाश की गति स्थिर है।

1905 में आइंस्टीन ने केवल अनावश्यक सार को हटा दिया और लोरेंत्ज़ परिवर्तनों के आधार पर विशेष थ्योरी ऑफ़ रिलेटिविटी का निर्माण किया। इसलिए ईथर ने आधे कार्य खो दिए।

अंत में, क्वांटम यांत्रिकी के विकास के बाद प्रकाशमान ईथर की अनावश्यक रूप से मृत्यु हो गई, और यह 1924 में तरंग-कण द्वंद्व की खोज थी। प्रकाश को अब फोटॉन में ही एक मध्यस्थ, ई / मी तरंगों की आवश्यकता होती है।

गैर-इलाके में नए भौतिकी की खोज करें

इसी तरह, हम शास्त्रीय और क्वांटम यांत्रिकी के बीच एक विसंगति की तलाश कर रहे हैं, लेकिन ताकि हम प्रयोगों के साथ इसकी पुष्टि कर सकें और स्पष्टीकरण खोजने का प्रयास कर सकें।

ये स्थानीयता के उल्लंघन के साथ प्रयोग हैं। वैज्ञानिक यह सुनिश्चित करने से अधिक हैं कि दुनिया स्थानीय है (कोई लंबी दूरी की बातचीत नहीं है, कण एक दूसरे के साथ एक फोटॉन और अन्य गेज बोसॉन की तरह सहायक का उपयोग करके संवाद करते हैं)।

दूसरी ओर, क्वांटम यांत्रिकी के कुछ परिणाम स्पष्ट रूप से गैर-स्पष्ट हैं।

ध्रुवीकृत प्रकाश के गैर-फोकल प्रभाव

नहीं, हम EPR विरोधाभास की तरह कुछ जटिल नहीं देखेंगे। इसे महसूस करने के लिए, हम एक बहुत आसान प्रयोग करेंगे - अर्थात्, प्रकाश के ध्रुवीकरण के प्रभावों की ग़ैर-हीनता। ऐसा करने के लिए, हमें मेगा-कॉम्प्लेक्स टूल्स या संस्थानों की आवश्यकता नहीं है। यह फोटोग्राफिक उपकरण की दुकान पर जाने और 2 रैखिक ध्रुवीकृत फिल्टर खरीदने के लिए पर्याप्त है। और वह यह है।

अनुभव के लिए, हम दोनों फिल्टर को एक दूसरे के समानांतर रखेंगे और एक टॉर्च के साथ रोशन करेंगे। यदि फिल्टर आदर्श हैं, तो पहला प्रकाश बीम जो पहले फिल्टर से गुजरा है, बिना नुकसान के दूसरे से गुजरेगा। यदि ब्लैकआउट होता है, तो इसे निरंतर गुणांक के रूप में अलग से ध्यान में रखा जाता है।



तो, अगर दूसरे समानांतर फिल्टर का ध्रुवीकरण पहले फिल्टर (या इसके विपरीत) के सापेक्ष कोण पर है, तो क्वांटम यांत्रिकी के अनुसार अंतिम संचरण गुणांक है

$$

यही है, यदि कोण शून्य है, तो 100% प्रकाश गुजरता है, अगर 90 ° - प्रकाश पूरी तरह से अवरुद्ध है - 0% पास। यदि कोण 45 ° है, तो बीम का आधा भाग 50% है। आदि



अभ्यास से पता चलता है (19 वीं शताब्दी की शुरुआत में मालुस का कानून) यह सिद्धांत के साथ बहुत अच्छी तरह से सहमत है।

और अब सबसे महत्वपूर्ण बात:

यदि किसी के साथ संवाद किए बिना प्रत्येक कण को ​​व्यक्तिगत रूप से निर्णय लिया जाता है, तो इन निर्णयों को स्थानीयता का उपयोग करके नहीं समझाया जा सकता है।

यदि आप कर सकते हैं - आगे बढ़ें, एक लेख भरें और अपना नोबेल प्राप्त करें!

जिसे हम स्थानीयता की सहायता से समझा सकते हैं वह एक रैखिक निर्भरता है, ताकि 0 ° पर यह 100% से गुज़रता है, 45 ° पर यह 50% से गुजरता है और 90 ° पर यह 0% से गुजरता है। हालाँकि, किसी भी अन्य कोणों पर, मानों का अभिसरण नहीं होता है।

अब बुद्धिमान पुरुष होंगे और कहेंगे, फोटॉनों को ध्रुवीकरण के कोण को समझने दें और सूत्र के अनुसार, बहुत सारे डाले जाएंगे। तकी को अधिक सटीक मेल के लिए प्रयोगों को जटिल बनाना होगा: बिल्कुल व्यक्तिगत रूप से, बिल्कुल संचार के बिना ...

आइंस्टीन-पोडोलस्की-रोसेन विरोधाभास में गैर-स्थानीयता

स्वयं ईपीआर विरोधाभास का दावा है कि हाइजेनबर्ग अनिश्चितता सिद्धांत का उल्लंघन करके क्वांटम गुणों को एक साथ मापना संभव है, जिसका अर्थ है कि क्वांटम यांत्रिकी अपूर्ण है।

बोहम ने उलझे हुए फोटॉनों या इलेक्ट्रॉनों की मदद से इस विरोधाभास को सत्यापित करने के लिए प्रयोगों का सुझाव दिया।



एक प्रयोग की कल्पना करें जहां 2 इलेक्ट्रॉन केंद्र से रैखिक रूप से बिखरते हैं और दोनों 2 समानांतर स्पिन मीटर से गुजरते हैं।

इसके साथ शुरू करने के लिए, हम यह समझेंगे कि यदि इलेक्ट्रॉन सामान्य हैं तो क्या होगा, उलझा हुआ नहीं है।

सब कुछ सरल है। स्पिन इलेक्ट्रॉन पहले मीटर से गुजरेंगे $$ 50% मामलों में और 50% मामलों में $$ । दूसरे के माध्यम से - जितना।

और अगर हम गेज बदल देते हैं, तो परिणाम क्या होगा?
हमें औसतन 50% मिलेगा $$ और 50% मामलों के साथ $$ । तुच्छ।

अब चलो जटिल करते हैं और निर्भरता खोजने की कोशिश करते हैं।

आपको बता दें कि स्पिन वाला एक कण पहले मीटर से होकर गुजरता था $$ । यदि नहीं, तो दूसरे कण को ​​पारित करने के परिणाम को अनदेखा करें। सवाल यह है कि पहला मीटर होने की स्थिति में दूसरे मीटर से क्या गुजरेगा $$ ? जाहिर है - 50% की संभावना के साथ स्पिन दिखाएगा $$ और 50% की संभावना के साथ $$ ।

सुविधा के लिए, हम सहसंबंध सूचकांक का परिचय देते हैं, जो दोनों विकल्पों की संभाव्यता अंतर के मापांक के बराबर है:

$$

हमारा सहसंबंध शून्य है।

डिवाइस में स्वतंत्रता की एक और डिग्री है: स्पिन मीटर को एक दूसरे से स्वतंत्र रूप से घुमाया जा सकता है। और अगर एक स्पिन वाला कण पहले मीटर से गुजरता है तो क्या होगा $$ और दूसरे मीटर को पहले के सापेक्ष 90 ° घुमाया जाता है। जाहिर है - औसतन 50% $$ और 50% मामलों के साथ $$ । और फिर, सहसंबंध शून्य है।

सामान्य तौर पर, जहाँ भी आप मुड़ते हैं, वहाँ कोई संबंध नहीं होगा।



लेकिन, यह और अधिक दिलचस्प हो जाता है जब हम उलझे हुए इलेक्ट्रॉनों को भेजते हैं।

उलझे हुए कण बहुत सरल हैं: वे हमेशा एक-दूसरे के सापेक्ष एक पिछड़े हुए स्पिन होते हैं।

अगर पहले के पास स्पिन है $$ , फिर दूसरा उलझा हुआ इलेक्ट्रॉन जरूरी है $$ स्पिन।

और अगर पहले एक स्पिन है $$ फिर दूसरा - $$ ।
यानी 100% का सहसंबंध।

लेकिन क्या होगा अगर हम दूसरे कैलिपर को 90 ° कर दें? अगर पहले के पास स्पिन है $$ , फिर दूसरा उलझा हुआ इलेक्ट्रॉन औसतन 50% होगा $$ और 50% मामलों के साथ $$ । यह पता चला है कि सहसंबंध शून्य है।

यदि हम दूसरे कैलीपर को 45 ° कर देते हैं तो क्या होगा? अगर पहले के पास स्पिन है $$ फिर दूसरे उलझे हुए इलेक्ट्रॉन में 25% संभावना होगी $$ और 75% मौका $$ । 50% सहसंबंध।

सामान्य मामले में, हम सिद्धांत और व्यवहार से प्राप्त होते हैं, स्पिन मीटर के पारस्परिक कोण के आधार पर सहसंबंध का स्तर:

$$

यही है, वास्तव में, हमें फिल्टर के माध्यम से फोटॉन के पारित होने के लिए एक ही नॉनलाइनियर समीकरण मिला।

आप छिपे हुए मापदंडों का उपयोग करके स्थानीय रूप से गैर-शुद्धता का वर्णन करने का प्रयास कर सकते हैं, लेकिन छिपे हुए यादृच्छिक मापदंडों के लिए बेल की असमानता का उल्लंघन किया जाएगा।

क्लॉसर-हॉर्न-शिमोनी-होल्ट के निर्माण में बेल का सिद्धांत कहता है कि चार यादृच्छिक चर के लिए असमानता हमेशा सही होगी:

$$

जहां कश्मीर मापांक के बिना सहसंबंध है (और नकारात्मक हो सकता है)।



केवल इन प्रयोगों के लिए, असमानता को कुछ कोणों (0 ° और 90 ° के करीब) के लिए उल्लंघन किया जाएगा, जिसका अर्थ है कि उन्हें यादृच्छिक छिपे हुए मापदंडों द्वारा समझाया नहीं जा सकता है।

निष्कर्ष

जबकि शास्त्रीय और क्वांटम यांत्रिकी के जंक्शन पर, शास्त्रीय सूख जाता है। और यह भी हमें लगता है कि हम प्रकृति के इलाके के बारे में कुछ नहीं जानते हैं, अगर यह स्थानीय भी है ...