2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему На страницу 1, 2  След.
 
 Причинность и КМ
Сообщение07.03.2007, 19:27 
Заблокирован
Аватара пользователя


07/08/06

3474
Эксперименты Аспекта и др., Менский "Квантовая механика. Новая формулировка старых вопросов", раздел 2.1 "Неклассичность ЭПР-пары":
Цитата:
Измерение, проведённое над одной из частиц, определяет результат измерения над второй частицей, которое проводится в тот же самый момент времени в другой точке пространства. Два события (измерение первой частицы и измерение второй частицы) могут быть разделены пространственно-подобным интервалом и, тем не менее, одно из них предопределяет второе.


Пескин, Шрёдер "Введение в квантовую теорию поля", раздел 2.4 "Поле Клейна - Гордона в пространстве-времени", "Причинность":
Цитата:
Однако для действительного понимания принципа причинности следует рассмотреть
не столько вопрос о том, могут ли распространяться частицы на пространственноподобные расстояния, сколько вопрос о возможности воздействия измерения, проведенного в одной точке, на измерение, проводимое в другой точке, если эти точки разделены пространственноподобным интервалом. <...> Таким образом, мы заключаем, что никакое измерение в теории Клейна-Гордона не может повлиять на другое измерение вне светового конуса.


Разночтение, однако... Так может повлиять одно измерение на другое (о чём говорит ЭПР-парадокс и неравенства Белла), или не может? Или я просто до конца не дочитал? :)

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение07.03.2007, 20:35 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
Они не влияют, они просто неклассически коррелируют. Менский как-то не очень чётко формулирует...

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение08.03.2007, 09:05 


28/11/06
103
Саратов
Цитата:
Эксперименты Аспекта и др., Менский "Квантовая механика. Новая формулировка старых вопросов", раздел 2.1 "Неклассичность ЭПР-пары":
Цитата:
Измерение, проведённое над одной из частиц, определяет результат измерения над второй частицей, которое проводится в тот же самый момент времени в другой точке пространства. Два события (измерение первой частицы и измерение второй частицы) могут быть разделены пространственно-подобным интервалом и, тем не менее, одно из них предопределяет второе.


Дальше Менский пишет:
Цитата:
...На первый взгляд кажется, что в опытах такого типа нарушается причинность. Это, однако, неверно, потому что отношение между двумя событиями(измерением первой и измерением второй частицы) - это не отношение причинно следственной связи, а отношение корреляции. Хотя резутьтаты измерении двух частиц скоррелированы друг с другом, но статистика измерений одной частицы не содержит никаких следов этой кореляции: проекция спина( на любую ось ) при каждом измерении оказывается положительной с вероятностью 1/2 и отрицательной с той же вероятностью. Экспериментатор не может управлять результатами измерения, а следовательно, не может послать сигнал в точку, где расположена вторая частица. Сверхветовая передача сигнала невозможна....

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение08.03.2007, 18:23 
Заблокирован
Аватара пользователя


07/08/06

3474
Нет, со сверхсветовой передачей сигнала всё вроде понятно - частица может двигаться со скоростью, превышающей $c$, но только с экспоненциально малой вероятностью (формула 2.52 в Пескин, Шрёдер).

Насколько я понимаю, передача сигнала с использованием квантовой корреляции невозможна не потому, что одно измерение не может повлиять на другое измерение вне светового конуса, а потому, что экспериментатор никак не может повлиять на результат измерения. Поэтому у Менского как раз всё чётко сформулировано (он обычно очень ясно и доходчиво всё излагает). Скорее, я Пескина со Шрёдером не так понял.

Вопрос-то касается именно квантовой корреляции: в КТП показывается (формула 2.53 в Пескин, Шрёдер), что операторы полей коммутируют, если они разделены пространствено подобным интервалом. Это означает локальную коммутативность - независимость соответствующих полей, то есть они одновременно измеримы, и результаты измерений взаимно независимы.

Но ЭПР-парадокс в оригинале как раз и основывается на некоммутативности координаты и импульса у двух запутанных частиц. Если бы пространственная разделённость частиц приводила к коммутативности этих величин, то в экспериментах Аспекта и др. был бы получен отрицательный результат - неравенства Белла проверялись как раз на пространственно подобном интервале. У одной частицы можно было бы измерить координату, у другой - импульс.

Поэтому и вопрос - как следует точно понимать Пескина со Шрёдером?

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение08.03.2007, 18:56 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
То, что операторы коммутируют, не значит, что измеренные величины не коррелируют. В частности, в ЭПР некоммутативность операторов физвеличин двух разных частиц не используется. Используется некоммутативность разных операторов для одной и той же частицы.

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение08.03.2007, 20:20 
Заблокирован
Аватара пользователя


07/08/06

3474
Но насколько я знаю, это не так:
Цитата:
Допустим, две одинаковые частицы A и B образовались в результате распада третьей частицы C. В этом случае, по закону сохранения импульса, их суммарный импульс $p_A + p_B$ должен быть равен исходному импульсу третьей частицы $p_C$, то есть, импульсы двух частиц должны быть связаны. Это даёт нам возможность измерить импульс одной частицы и по закону сохранения импульса $p_A = p_C - p_B$ рассчитать импульс второй, не внося в её движение никаких возмущений. Поэтому, измерив координату второй частицы, мы сумеем получить для этой частицы значения двух неизмеримых одновременно величин, что по законам квантовой механики невозможно.


Две запутанные частицы описываются общей волновой функцией, поэтому коммутировать импульс с координатой никак не могут. Если же частицы независимы, то и не запутаны...

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение08.03.2007, 21:29 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
AlexDem писал(а):
Две запутанные частицы описываются общей волновой функцией, поэтому коммутировать импульс с координатой никак не могут.

Пардон, с чего это вдруг? Боюсь, вы не понимаете содержания высказывания "две запутанные частицы описываются общей волновой функцией", и полагаете, что эта общая волновая функция по сути такая же, как и у одной отдельной частицы.

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение08.03.2007, 22:19 
Заблокирован
Аватара пользователя


07/08/06

3474
Ну да, точно, так и полагаю, так как математическое описание в точности то же самое - вектор состояния (можно матрицей - кому как нравится). А в чём разница? Что-то нигде не натыкался на объяснение...

 Профиль  
                  
 
 Re: Причинность и КМ
Сообщение10.03.2007, 23:04 
Заблокирован
Аватара пользователя


18/01/06

3241
ЧЕРНАЯ ДЫРА МУМУ-ШВАРЦНЕГЕРА
AlexDem писал(а):
Пескин, Шрёдер "Введение в квантовую теорию поля", раздел 2.4 "Поле Клейна - Гордона в пространстве-времени", "Причинность":
Цитата:
Однако для действительного понимания принципа причинности следует рассмотреть
не столько вопрос о том, могут ли распространяться частицы на пространственноподобные расстояния, сколько вопрос о возможности воздействия измерения, проведенного в одной точке, на измерение, проводимое в другой точке, если эти точки разделены пространственноподобным интервалом. <...> Таким образом, мы заключаем, что никакое измерение в теории Клейна-Гордона не может повлиять на другое измерение вне светового конуса.

Разночтение, однако... Так может повлиять одно измерение на другое (о чём говорит ЭПР-парадокс и неравенства Белла), или не может? Или я просто до конца не дочитал? :)

Никакого разночтения нет. В общепринятом современном варианте КТП, используются объетивное пространство Минковского и объективная причинность, т.е. свойства пространства-времени ( например — свойства релятивистской квантовой частицы) существуют объективно и совершенно независимо от измере­ния. У Менского о другом...
Проблемы с измерениями расмотренные в статье Менского, возникают в основном по той
причине, что объективная модель пространства Минковского, чрезмерно переуточнена.
Автор сам на это указывает, но только мимоходом
Невозможность передачи сверхсветового сигнала означает, что "квантовая нелокальность" имеет специ­фическую, Корреляционную природу. Нелокальность результатов измерения имеет место, если имеется ЭПР-пара (две частицы в запутанном состоянии). Однако процесс создания такой пары является локальным. То, что процесс подготовки квантовой нелокальности сам по себе является локальным, будет видно в разделе 2.2.1 при описании квантовой телепортации. Еще одной иллю­страцией может служить рассмотрение в [20] ЭПР-пары спиновых частиц в гравитационном поле, поворачиваю­щем спин частиц. В этом случае не существует простран­ственного направления (на которое будет проектиро­ваться спин), определенного во всем пространстве-вре­мени, глобально. Для корректного описания Корреляции следует ввести пространственные направления в точке, где расположена одна из частиц, а направления в точке локализации второй частицы определить параллельным переносом вдоль мировых линий частиц Корреляция частично "размывается", поскольку мировые линии квантовых частиц определены лишь приближенно.
20. von Borzeszkowski H., Mensky M.В. Phys. Lett. A 269 204 (2000)

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение11.03.2007, 02:45 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
AlexDem писал(а):
Ну да, точно, так и полагаю, так как математическое описание в точности то же самое - вектор состояния (можно матрицей - кому как нравится). А в чём разница? Что-то нигде не натыкался на объяснение...

Ну разница хотя бы в том, что волновая функция одной частицы - это функция одной координаты (или 3), а двух частиц - двух координат (или 6). При этом операторы импульса одной частицы и координаты другой частицы относятся к разным переменным, и коммутируют только так. А вот значения величин вполне могут коррелировать...

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение13.03.2007, 14:31 
Заблокирован
Аватара пользователя


07/08/06

3474
Munin писал(а):
Ну разница хотя бы в том, что волновая функция одной частицы - это функция одной координаты (или 3), а двух частиц - двух координат (или 6). При этом операторы импульса одной частицы и координаты другой частицы относятся к разным переменным, и коммутируют только так. А вот значения величин вполне могут коррелировать...

Если можно - поподробней. Может какой-нибудь пример запутанного состояния с конкретными цифрами разберём (или есть в учебнике)? Дело в том, что тот же Менский пишет, что система запутанных подсистем как целое находится в чистом состоянии, поэтому может быть представлена одним вектором состояния (да и функция многих переменных математически представима в виде функции одной переменной - Колмогоров). Проблема в том, что я этот вектор не знаю как получить (никогда ничего не квантовал), и что он может содержать. Фейнман вон пишет такие вещи в ФЛФ т.8, глава 6, пар.4 "Как состояния меняются во времени":
Цитата:
Состояние $\phi$ отмечает спины и импульсы сближающихся частиц. А $\chi$ - это сведения о том, что получается в конце. К примеру, с какой амплитудой вы получите шесть мезонов, идущих в таких-то и таких-то направлениях, и два нейтрона, вылетающих вот в этих направлениях и со спинами, торчащими так-то и так-то.
Как в вектор состояния упихнуть спин и какие-то ещё характеристики частиц??? И в чём тогда выражается запутанность на уровне вектора состояния - как можно отличить вектор, описывающий две частицы, от вектора одной частицы?

Котофеич писал(а):
Никакого разночтения нет. В общепринятом современном варианте КТП, используются объетивное пространство Минковского и объективная причинность, т.е. свойства пространства-времени (например — свойства релятивистской квантовой частицы) существуют объективно и совершенно независимо от измерения.

Если все характеристики частиц существуют объективно, значит в КМ мы должны бы принять концепцию скрытых параметров. Но ведь доказано, что неравенства Белла не выполняются, и скрытых параметров (объективно существующих до измерения свойств) поэтому нет. Вот ещё одна статья по этому поводу - про нелокальность квантовой телепортации. Или Вы имеете в виду, что эти характеристики хотя и существуют объективно, но характеристики удалённых областей квантового поля не связаны и просто меняются синхронно? Но ведь измерение возмущает это поле, оказывает на него воздействие (как и любое другое взаимодействие), поэтому механизм такой корреляции что-то совершенно непонятен. Если бы не было воздействия, можно было бы рассматривать корреляцию как синхронное изменение - по тому же принципу две удалённые волны могут быть в фазе безо всякой причинной связи.

Котофеич писал(а):
Проблемы с измерениями расмотренные в статье Менского, возникают в основном по той причине, что объективная модель пространства Минковского, чрезмерно переуточнена. Автор сам на это указывает, но только мимоходом.

Уже не первый раз слышу от Вас насчёт переуточнения, но что конкретно имеется в виду? Что по Вашему мнению в этой модели лишее, что даёт такое чрезмерное переуточнение?

Котофеич писал(а):
Невозможность передачи сверхсветового сигнала означает, что "квантовая нелокальность" имеет специфическую, Корреляционную природу. Нелокальность результатов измерения имеет место, если имеется ЭПР-пара (две частицы в запутанном состоянии). Однако процесс создания такой пары является локальным.

Это всё понятно. Наиболее убедительный пример - белый и чёрный шары в закрытых коробках. Если одну из них откроем, сразу "предопределим" результат второго измерения. Если бы существовали скрытые параметры, такое объяснение подошло бы и для КМ, но вот говорят, что всё определяется только в момент измерения - если мы померяем импульс первой частицы, в этот момент неопределённость координаты второй изменится.

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение14.03.2007, 17:00 
Заблокирован
Аватара пользователя


18/01/06

3241
ЧЕРНАЯ ДЫРА МУМУ-ШВАРЦНЕГЕРА
:evil:По поводу переуточнения моделей. Переуточнена была уже классическая механика, поскольку там в качестве естественной модели физического континуума, использовалась обычная числовая прямая $\mathbb{R}$. Поскольку процедура квантования,
применялась непосредственно к уравнениям гамильтоновой механики, то это переуточнение
проникло в КМ и соответственно в теорию КМ-измерений. Для КМ нужно использовать в качестве модели континуума, т.н. интервальную числовую прямую $\mathbb{I[{R}]}$. Интервальные числа это обычные интервалы в $\mathbb{R}$. Теорию
КМ-измерений можно построить как вариант КМ над кольцом интервальных чисел $\mathbb{I[{R}]}$. Формализм фейнмановского интегрирования, легко обобщить на этот случай.

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение15.03.2007, 17:02 
Заблокирован
Аватара пользователя


07/08/06

3474
Уравнения здесь, похоже, ни при чём - точность измерения в уравнениях не отражена. Если мы в уравнения вместо значений подставим интервалы, то и на выходе получим интервалы. Или речь идёт о том, что сами уравнения должны быть изменены?

А как понимать эту интервальную числовую прямую $\mathbb{IR}$? В том смысле, что можем выбрать произвольный интервал с центром в любой действительной точке? И какова минимальная/максимальная ширина этого интервала, ведь можно принять и $\Delta x = 0$. Или минимальная = $h$?

Всё равно непонятно, как это может решить проблему коллапса - мы можем мерять координату электрона при прохождении через щель очень приблизительно, но тем не менее, интерференция не проявится до тех пор, пока точность измерения позволяет отличить проход через первую щель от прохода через вторую.

И вообще, как применение интервалов поможет спасти жизнь бедному шрёдингеровскому коту? :)

Добавлено спустя 19 минут 19 секунд:

Котофеич писал(а):
Теорию КМ-измерений можно построить как вариант КМ над кольцом интервальных чисел $\mathbb{I[{R}]}$. Формализм фейнмановского интегрирования, легко обобщить на этот случай.

Так у Фейнмана интеграл и так учитывает измерение - автоматически: $$K(b, a) = \int\limits_{x_c} K(b, c) K(c, a) dx_c$$, другое дело, что я не видел, как он обходится с запутанными состояниями. Что дополнительно к этому может дать интервальный анализ?

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение16.03.2007, 12:51 
Заблокирован
Аватара пользователя


18/01/06

3241
ЧЕРНАЯ ДЫРА МУМУ-ШВАРЦНЕГЕРА
:evil: Конструкция интервальной прямой $\mathbb{IR}$ детально описана в любой из книжек:
http://www.nsc.ru/interval/index.php?j= ... ooks/index
$\mathbb{IR}$ это просто множество всех интервалов, которые называются
интервальными числами. Для интервальных чисел можно определить некоторым естественным образом, операции сложения и умножения, но обратные операции уже не всегда выполнимы. В классической механике, мы никогда не знаем абсолютно точно ни начальное положение динамической системы в фазовом пространстве ни ее текущее положение в соответствующем фазовом пространстве. Тем не менее мы вынуждены, вопреки
здравому смыслу, предполагать их точными, иначе нельзя применить методы классического
анализа к исследованию динамики. Ясно что такой метод описания, будет хорошим только для асимптотически устойчивых или по крайней мере устойчивых сисем, в которых ошибки
сглаживаются с течением времени или по крайней мере не растут. Для систем с хаотической
динамикой стандартное описание приводит к парадоксу, в том смысле что поведение таких
систем, в классическом смысле, абсолютно не предсказуемо. :roll: На самом деле хаотические системы это системы с интервальной динамикой, положение которых в фазовом
пространстве описывается интервальными числами. При интервальном описании такие системы являются устойчивыми в интервальном смысле и являются естественным обобщением
обычных не хаотических систем. Уравнения классической механики конечно тоже изменяются, в том смысле что операция дифференцирования заменяется на операцию интервального дифференцирования и само описание динамики таких систем, меняется концептуально. Процедура квантования применяется теперь к интервальным классическим уравнениям, в результате фейнмановский интеграл заменяется более сложной конструкцией,
интегрирования по интервальным траекториям.
В случае КМ-измерений, если у Вас частица проскочила через щель ширины $2\delta $ c центром в точке $x,$ , то в смысле интервального описания, никакой неопределенности координаты, больше не существует, а координата частицы, определена однозначно вполне определенным интервальным числом :
$[x-\delta,x+\delta] $ :!:

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение16.03.2007, 13:01 
Заблокирован
Аватара пользователя


07/08/06

3474
И чем это может помочь в случае с котом? Его-то мы абсолютно точно видели живым... :roll:

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 18 ]  На страницу 1, 2  След.

Модераторы: photon, whiterussian, profrotter, Jnrty, Aer, Парджеттер, Eule_A, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group