Доповнення: ЕПР-парадокс
Як доповнення до даної главі розглянемо третій з стандартного набору квантово-механічних “парадоксів” – парадокс Ейнштейна-Подольського-Розена (ЕПР). Він був сформульований для обгрунтування тези про недобудовані (неповноту) будівлі квантової механіки і висвічує ще ряд інтенсивно обговорюються тем.
Суть пропонувався Ейнштейном, Подільським та Розеном уявного експерименту, зображеного на рис. 7.6, досить проста (особливо в постановці Бома). Нехай розлітаються дві частинки зі спіном40, рівним 1/2, утворювали синглетное (т. Е. C сумарним спіном S = 0) стан (наприклад, народження електрон-позитронної пари [Садбері, с. 267]). Коли вони розлітаються настільки далеко, що взаємодією між ними можна знехтувати, проводиться вимірювання проекції спина на вісь z 1-й частинки. До вимірювання ми знаємо, що для кожної з частинок ймовірності значень проекцій спинив на любу вісь, у тому числі на вісь z, рівних +1/2 і – 1/2 (на малюнку позначені, відповідно, стрілками ↑ і ↓), однакові. Але після того, як ми виміряли це значення для 1-й частинки, ми відразу дізнаємося значення проекції і для 2-й (їх спільне стан залишається синглетним, отже, сума проекцій спинив повинна бути дорівнює нулю). Далі порівнюються результати вимірювань некоммутірующіх між собою величин, скажімо, проекцій спина на вісь z і на вісь х. У квантовій механіці стану з певними значеннями додаткових (некоммутірующіх) вимірних величин – різні стани. На підставі цього формулюється наступний парадокс: “В результаті двох різних вимірів, вироблених над першою системою, друга система може виявитися у двох різних станах, описуваних різними хвильовими функціями. З іншого боку, так як під час вимірювання ці дві системи вже не взаємодіють, то в результаті яких би то не було операцій над першою системою в другій системі вже не може вийти ніяких реальних змін… Таким чином, однієї і тієї ж реальності (друга система після взаємодії з першої), – говорить Ейнштейн, – можна порівняти дві різні (хвильові – А. Л.) функції… Тут реальність P і Q (значення вимірів двох некоммутірующіх фізичних величин над другою системою – А. Л.) ставиться в залежність від процесу вимірювання, виробленого над першою системою, хоча цей процес жодним чином не впливає на другу систему. Ніяке розумне визначення реальності не повинно, здавалося б, допускати цього “[Ейнштейн, т. 3, с. 607-610].
Цьому ЕПР-парадоксу Бор протиставляє свою описану вище (п. 7.2) формулювання “принципу додатковості”, який говорить, що “поведінка атомних об’єктів неможливо відмежувати від їх взаємодії з вимірювальними приладами” [Бор, т. 2, с. 406 407], внаслідок чого два варіанти вимірювань, присутні в ЕПР-експерименті, нібито, перетворюються на два різних незалежних явища. Однак, як уже говорилося, для фізиків, реально працюючих в що стала “нормальною наукою” квантовій механіці, немає проблеми проведення кордону між досліджуваною системою і приладом, а є проблема точності вимірювання відповідних величин.
Відсутність парадоксу, з нашої точки зору, пояснюється наступним. В уявному ЕПР-експерименті розглядаються так звані “переплутані” стану двочасткові систем, які, в силу наявності описаного вище “принципу тотожності (нерозрізненості)” в багаточастинкових квантових системах не можна просто перекласти на мову двох одночасткових станів, як це робиться в наведеному вище міркуванні Ейнштейна 41. У цьому випадку двочасткові система виявляється нелокальної, але не в сенсі часто обговорюваної “квантової нелокальності” як миттєвому зміні чогось, а в характерній для хвиль фазової кореляції: наприклад, розщепивши світлову хвилю за допомогою напівпрозорого дзеркала і фазової пластинки, ми отримаємо розбіжні хвилі з фіксованим зсувом фаз. Правильно поставлена ЕПРзадача – це завдання про кореляції значень вимірів в просторово віддалених точках для двочасткові системи в “переплутав” стані. Вона вирішується в рамках стандартної квантової механіки і ніяких “парадоксів” не породжує (див. [Клишко, Липкин]).
Відзначимо, що в останні роки виникла нова хвиля інтересу до ЕПР-експерименту і його модифікаціям. Це пов’язано з перекладом знаменитих “уявних” експериментів 1930-х років в реальні. Так, в [Aspect] експериментально показано наявність ЕПРкорреляціі на великих відстанях і для пространственноподобних подій (т. Е. Подій, які не можуть бути пов’язані світловим сигналом). Але, як справедливо відзначається в [Клишко, 1998; Fraassen, 1991 и др.], Твердження про миттєвому поширенні інформації в ЕПР-експерименті виникає лише внаслідок нав’язаної йому інтерпретації. Нічого виходить за рамки стандартної квантової механіки тут насправді не проісходіт42. Більше того, існують класичні аналоги ЕПР-кореляцій [Клишко, 1996]. Усі реальні ефекти повністю кількісно описуються стандартної квантовою механікою (див. [Клишко, 1998]) 43, і ніяких протиріч зі спеціальною теорією відносності не виникає.
(2 votes, average: 2.50 out of 5)