Einstein–Podolsky–Rosen-paradokset

Einstein–Podolsky–Rosen-paradokset eller EPR-paradokset er eit tankeeksperiment frå 1935 av Albert Einstein og kollegaene hans Boris Podolsky og Nathan Rosen (i lag kjend som EPR) lagt fram for å påpeike det dei meinte var svakheitar i kvantemekanikken. Dei peikte på ein konsekvens av kvantemekanikk som støttespelarane til fagfeltet ikkje hadde lagt merke til.

I følgje kvantemekanikken kan eit par av kvantesystem skildrast under visse tilhøve som ein enkel bølgjefunksjon, som då gjev sannsynet av utfallet av eksperimenta som kan utførast på dei to systema, anten i lag eller kvar for seg.

På tida då EPR-artikkelen vart skriven var det kjend frå eksperiment at utfallet av eit eksperiment stundom ikkje kunne føresjåast eintydig. Eit døme på ein slik usikkerheit kan ein sjå når ein lysstråle treffer ein spegel halvvegs belagt med sølv. Eine halvparten av stråla vil bli reflektert og den andre vil gå igjennom. Men kva skjer når me aukar intensiteten på strålen, slik at berre eit og eit foton passerer om gangen? Framleis vil halvparten av fotona passere og den andre halvparten vil bli reflektert. Sjølv om me «førebur» fotona på at dei skal passere gjennom ein polarisator, vil det alltid vere eit eksperiment med eit resultat som ikkje kan føresjåast med tryggleik.

Den vanlege forklaringa av denne effekten var på denne tida gjeven av Heisenbergs utryggleiksprinsipp. Fysiske storleikar kjem i par som vert kalla konjugerte storleikar. Døme på eit slikt konjugert par er posisjonen og momentet til ein partikkel, eller komponentane til spinnet målt kring forskjellige aksar. Når ein måler den eine storleiken og finn verdien på denne, så kan ein ikkje avgjere den andre storleiken. Heisenberg forklarte at denne forstyrringa vart skapt av sjølve målinga.

EPR-artikkelen, som vart skriven i 1935, viste at denne forklaringa ikkje var god nok. Artikkelen nemner to samanfiltra partiklar, kalla A og B, og peikte på at om ein målte ein storleik for partikkel A, så ville den konjugerte storleiken til partikkel B ikkje vere mogeleg å avgjere, sjølv om det ikkje var noko kontakt eller noko klassisk forstyrring mellom dei to partiklane.

Heisenberg-prinsippet var eit forsøk på å gje ei klassisk forklaring på ein kvanteeffekt stundom kalla ikkje-lokalitet. I følgje EPR var det to mogelege forklaringar. Anten var det på eit vis ein vekselverknad mellom partiklane, sjølv om dei var fråskilde, eller informasjon om utfallet i alle mogelege målingar var alt til stades hos begge partiklar.

EPR føretrekte den andre forklaringa der informasjonen var nedlagt i det dei kalla «gøymde parameterar». Den første forklaringa, at ein effekt kunne påverke to partiklar eksakt samstundes, over ein avstand, er i konflikt med relativitetsteorien

Dei konkluderte så med at kvantemekanikken var ufullstendig sidan det i formaliseringa av faget ikkje var rom for slike skjulte parameterar.

Bell-teoremet vert generelt forstått å ha vist at den føretrekte forklaringa til EPR ikkje er levedyktig. Dei fleste fysikarar som har utforska problemstillinga er samde i at eksperiment, som Alain Aspect og gruppa hans gjorde, har stadfesta fysiske sannsyn, som føresagt av kvanteteori, at brot på Bell-ulikskapen vert rekna for å bryte med den føretrekte forklaringa til EPR med «lokalt skjulte variablar» som forklaring for samanhengen EPR først trekte merksemda mot.

Kjelder

Denne artikkelen bygger på «EPR paradox» frå ,  den 16. august 2012. 
 oppgav desse kjeldene:
 A. Aspect, Bell's inequality test: more ideal than ever, Nature 398 189 (1999). 
 J.S. Bell, On the Einstein–Poldolsky–Rosen paradox, Physics 1 195-200 (1964).
 P.H. Eberhard, Bell's theorem without hidden variables. Nuovo Cimento 38B1 75 (1977).
 P.H. Eberhard, Bell's theorem and the different concepts of locality. Nuovo Cimento 46B 392 (1978).
 A. Einstein, B. Podolsky, and N. Rosen, Can quantum-mechanical description of physical reality be considered complete? Phys. Rev. 47 777 (1935).  

Kategori:Fysiske paradoks
Kategori:Albert Einstein
Kategori:Tankeeksperiment i kvantemekanikk
Kategori:Kvantemålingar