Про квантовую запутанность и неравенства Белла.

[lips]

Влияет ли процедура измерения спина электрона на спин электрона?
Одинаков ли спин электрона до взаимодействия с прибором и после?

Насколько я понимаю что информацию квантово запутанные(КЗ) не передают. Это исходит из применения неравенств Белла(НБ) в опыте где спины КЗ измеряют более хитрым образом и затем сверяют вероятности. Только лишь исходя из этого можно сделать вывод то что КЗ никакие не КЗ вовсе, им нужно лишь сохранить ЗСИ вот и всё. (?правильно ли я понял?)

Но, тут есть ещё кое что. Некоторые люди меня вводят в заблуждение и утверждают что якобы КЗ всё таки ПЕРЕДАЮТ информацию по скрытому от глаза каналу(при этом зная про НБ). И вот я уже и сам запутался и хочу задать кое какие вопросы. Заранее спасибо.

Я читал школьные учебники и читал научно-популярную статью в интернете и смотрел видео на ютубе. Но это не первое моё знакомство с предметом, я более детально кое что понимаю, но для чтения например Ландау у меня просто не хватит ни терпения ни понимания(наверное). Однако у меня была высшая математика, и теория вероятности в техе, а так же(мат, числ. методы, дискретная математика) я кое что понимаю в формулах. Но желательно объяснить научно-популярно(хотя я могу показать сложное решение одному физику-математику, и уж он то с ним не сможет спорить). Я давно занимаюсь квант мехом, но это любительское увлечение, т.е. я не физик и это не домашнее задание. Это из личных побуждений

[realeugene]

lips в сообщении #1326560 писал(а):

И вот я уже и сам запутался и хочу задать кое какие вопросы.

Какие учебники вы читали?

[Pphantom]

Тема перемещена из форума «Помогите решить / разобраться (Ф)» в форум «Карантин»
Судя по предыдущей теме, тут стоит по меньшей мере достаточно детально описать степень знакомства с предметом (например, действительно указать уже прочитанные учебники и другую литературу).

Внесите исправления и сообщите об этом в теме Сообщение в карантине исправлено.
Настоятельно рекомендуется ознакомиться с темами Что такое карантин и что нужно делать, чтобы там оказаться и Правила научного форума.

[Pphantom]

Тема перемещена из форума «Карантин» в форум «Помогите решить / разобраться (Ф)»

[realeugene]

lips в сообщении #1326560 писал(а):

Насколько я понимаю что информацию квантово запутанные(КЗ) не передают.
...
Но, тут есть ещё кое что. Некоторые люди меня вводят в заблуждение и утверждают что якобы КЗ всё таки ПЕРЕДАЮТ информацию по скрытому от глаза каналу(при этом зная про НБ).

Информация между запутанными частицами не передаётся (нет никакого сигнала и нет никакого канала), но взаимная информация между результатами измерений этих атомов отлична от нуля, так как случайные результаты измерений двух запутанных частиц коррелируют между собой. Определение понятия "информация" требует аккуратности.

lips в сообщении #1326560 писал(а):

Влияет ли процедура измерения спина электрона на спин электрона?
Одинаков ли спин электрона до взаимодействия с прибором и после?

А вы как думаете?
Этот вопрос совершенно тривиальный. Если вам не очевиден на него ответ, значит, у вас пробел в понимании основ квантовой механики.

Каким вообще бывает спин электрона?

[madschumacher]

realeugene в сообщении #1326622 писал(а):

Каким вообще бывает спин электрона?

И уж если на то пошло, что такое спин вообще?

[Peace]

Считается, что КЗ частицы не взаимодействуют, не передают информации друг другу, но между ними существует взаимосвязь неизвестной природы. Если допустить наличие взаимодействия, то придётся отказаться от постулатов СТО и много чего ещё. Поэтому пока все списывается на непонятную "взаимосвязь" без передачи энергии, информации и чего бы то ни было еще, в надежде, что такую взаимосвязь удастся объяснить. Так что с квантовой запутанность пока все запутано.
Выходом могло бы стать признание существования нематериальных (не подчиняющихся СТО) носителей информации с помощью которых и осуществляется взаимосвязь.
А спин электрона не меняется пока электрон остаётся электроном. Но квантовые состояния электрона до и после измерения различны.

[warlock66613]

Peace в сообщении #1326960 писал(а):

между ними существует взаимосвязь неизвестной природы

Это заявление требует пояснения: в каком смысле эта давно и хорошо известная "взаимосвязь" и её "природа" являются "неизвестными" и "непонятными"?

Нет, разумеется, новая более фундаментальная, более глубокая теория может дать некий новый взгляд на квантовую запутанность, но это вовсе не повод объявлять что-то "неизвестным" и "непонятным" (например, СТО конечно даёт некий новый взгляд на школьные задачи про плот и катер, но сказать, что ньютоновская механика оставляла в этих вопросах что-то непонятным, нельзя).

Peace в сообщении #1326960 писал(а):

в надежде, что такую взаимосвязь удастся объяснить

Эта самая взаимосвязь не просто была объяснена: она была предсказана теоретически до экспериментального подтверждения.

Peace в сообщении #1326960 писал(а):

Так что с квантовой запутанность пока все запутано.

Это утверждение — пример утверждения, содержащего отрицательное количество информации: для человека, знакомого с квантовой механикой, оно абсолютно безинформативно, а у человека, не знакомого с квантовой механикой, создаёт ложное впечатление. То же самое, только в ещё большей степени, касается и утверждения про "выход".

Peace в сообщении #1326960 писал(а):

А спин электрона не меняется пока электрон остаётся электроном.

Проекцию спина часто называют просто спином.

[Peace]

warlock66613 в сообщении #1326977 писал(а):

Это заявление требует пояснения: в каком смысле эта давно и хорошо известная "взаимосвязь" и её "природа" являются "неизвестными" и "непонятными"?

Ну тогда объясните пожалуйста механизм этой взаимосвязи, если Вам все понятно и известно, и скажите на каком принципе и явлении основана эта взаимосвязь, есть ли какое-то теоретическое ее обоснование?

warlock66613 в сообщении #1326977 писал(а):

Эта самая взаимосвязь не просто была объяснена: она была предсказана теоретически до экспериментального подтверждения.

Предсказана- не значит объяснена. Теоретически предсказана- также не обязательно объяснена.

warlock66613 в сообщении #1326977 писал(а):

Проекцию спина часто называют просто спином

Часто- еще не значит правильно.

warlock66613 в сообщении #1326977 писал(а):

Это утверждение — пример утверждения, содержащего отрицательное количество информации: для человека, знакомого с квантовой механикой оно абсолютно безинформативно, а у человека, не знакомого с квантовой механикой, создаёт ложное впечатление. То же самое, только в ещё большей степени, касается и утверждения про "выход".

Извините, что создал у Вас ложное впечатление.

P.S. Вы видите стакан наполовину полным, а я наполовину пустым, Вы можете возразить, что стакан наполняется, но ведь сам стакан при этом растет и даже наполняясь может и вовсе опустеть.

[madschumacher]

Peace в сообщении #1326979 писал(а):

Ну тогда объясните пожалуйста механизм этой взаимосвязи, если Вам все понятно и известно, и скажите на каком принципе и явлении основана эта взаимосвязь, есть ли какое-то теоретическое ее обоснование?

Чтобы понять объяснение этой "неведомой взаимосвязи" не надо долго упираться (впрочем, если не упереться немножечко, то можно и не понять, но тут данный факт не исключение, это характерно почти для всего).

Введение.

(Disclaimer)

Это объяснение, по-Видимому, пишется только для Вас, Peace, поскольку для человека знакомого с квантмехом это всё -- тривиальщина.

Язык квантовой механики говорит, что состояние полностью описывается волновой функцией $\psi$, в случае 2-х частиц с некими "координатами" $x_1$ и $x_2$ получается $\psi = \psi (x_1 , x_2 , t )$. Если эти частицы не трогать, то их эволюция известна и подчиняется уравнению Шрёдингера: $i \hbar \frac{\partial \psi}{\partial t} = \hat{H} \psi$, и т.е. зная начальное состояние $\psi_0 = \psi(x_1, x_2, t=0)$ и зная всё, что творится с этой системой (т.е. если задан гамильтониан $\hat{H}$) мы можем точно и детерминировано предсказать состояние (читаем -- $\psi$) в момент времени $t$.

Собственно, объяснение запутанности
Всё просто: если в начальный момент времени состояние было таким сложным, что не допускало факторизации на независимые волновые функции для каждой из частиц, т.е. $\psi_0(x_1, x_2) \neq \psi_{01} (x_1) \psi_{02} (x_2)$, и в системе не заложено, что такая факторизация обязательно должна произойти (т.е. $\hat{H}$ это не интересует), то и в любой другой момент времени $t$ мы не сможем таким образом $\psi(x_1, x_2, t) = \psi_{1}(x_1,t ) \cdot \psi_{2}(x_1,t )$ факторизовать это состояние.
Всё.

Как видите, на естественном языке это занимает пару строчек. В терминах же математики (которая и является языком квантовой механики) всё объяснение зашито только в формулах и является тривиальным фактом.

Peace в сообщении #1326979 писал(а):

Предсказана- не значит объяснена. Теоретически предсказана- также не обязательно объяснена.

Пожалуйста, приведите пример подобного? А то рукомахание и общие фразы в стиле failософфских пабликов ВКонтакте за значимый довод странно выдавать.

Peace в сообщении #1326979 писал(а):

Часто- еще не значит правильно.

Ну это уже не Вам решать, а физикам. Спин -- одно из самых открытий XX века, имеющее теоретическое происхождение, кучу наблюдаемых следствий, и при всей своей неклассичности (впрочем, классический физический аналог у него всё равно есть) -- это весьма простое и удобное понятие.

[lips]

Проекция может быть под любым углом, а вот спин для фермионов либо 1/2 либо -1/2 (вращается либо в одну сторону либо в другую).
Я так понял что принцип супер позиции накладывает на электрон состояние в котором он не правый и не левый, видимо имея связь с будущим(как это наблюдается у виртуальных частиц где частица должна быть ОБЯЗАТЕЛЬНО поглощена) или же просто интерпретируется перед нашим сознанием(?). Пож-та не надо пытаться меня уличить в незнании основ кв. мех. Кое что я знаю, но мне надо убедится в том что я ничего не упустил.
...
Peace, не надо меня тут путать ещё больше. Меня не интересует лженаука и спекуляции

madschumacher, если можно то теперь тоже самое только н-популярно пож-та. Спасибо

[realeugene]

lips в сообщении #1326993 писал(а):

Проекция может быть под любым углом

Это как?

[madschumacher]

lips в сообщении #1326993 писал(а):

Проекция может быть под любым углом, а вот спин для фермионов либо 1/2 либо -1/2 (вращается либо в одну сторону либо в другую).

Не совсем так (или совсем не так, я не очень понял Вашу фразу). Спин (который для электрона 1/2) -- это длина вектора $\mathbf{S} = (S_x, S_y, S_z)^+$. Если использовать классическую аналогию, что спин -- это собственный момент вращения частицы вдоль своей оси (как Земля вращается вокруг своей оси при обращении вокруг Солнца), то спин частицы -- это скорость вращения вокруг своей оси. Для электрона эта скорость вращения (а точнее его собственный угловой момент) -- это фиксированная величина, равная $\frac{\hbar}{2}$. Т.е. он как бы вращается вокруг себя (что конечно же не так, т.к. электрон не имеет размеров) с фиксированной скоростью.
Проекция же на выбранную ось (которую обозначают $z$, но она может быть какой угодно, эта ось называется осью квантования, и если её хорошо выбрать, например, направить вдоль внешнего магнитного поля, то многие расчёты станут простыми и быстрыми, но никакого обязательного физического смысла в ней нет) и правда может принимать значения $S_z = -S, -S+1, \ldots , S-1, S+1$, что в случае электрона приводит к $S_z = \pm \frac{1}{2}$. Поскольку ось квантования можно выбрать как угодно, то её выбор задаёт лишь специфическое представление для характеризации состояния электрона.

Ну и опять же, фермионы бывают разные, у них спин может быть каким угодно, лишь бы полуцелым, в отличие от бозонов, у которых он должен быть $s= 0, 1 ,2 , \ldots$ (целым неотрицательным).

lips в сообщении #1326993 писал(а):

Я так понял что принцип супер позиции накладывает на электрон состояние в котором он не правый и не левый, видимо имея связь с будущим

Нет, принцип суперпозиции (а то позиций "супер" может быть много) ничего такого не накладывает, и вообще он не о том. В принципе никто не запрещает нам готовить (или выбирать, что, впрочем и является частым способом готовки) системы в нужном состоянии, в т.ч. и чистые по спину. В конце концов мы без особого труда априорно знаем суммарные спины большинства молекул воздуха.
Плюс, термины "правый" и "левый" обычно используются не для проекций спина, а для поляризаций фотонов.
Ну а про связь с будущим квантовая механика вообще ничего не говорит. Есть, вроде, транзакционная интерпретация квантмеха, где термины "прошлое" и "будущее" встречается, но это нужно не для квантовой механики как таковой, а для теории измерений, да и, как я понимаю, она не особо популярна.
Так что про будущее я тоже никакой связи с фактами в Ваших словах не вижу (может у кого-то другого выйдет лучше).

lips в сообщении #1326993 писал(а):

или же просто интерпретируется перед нашим сознанием(?)

Про "сознание" лучше забудьте, не нужно оно в квантовой механике. Это неудачный термин, пошедший из-за того, что "наблюдательный прибор" называли просто "наблюдателем" (исторические и философские причины подобного я не учитываю).

lips в сообщении #1326993 писал(а):

если можно то теперь тоже самое только н-популярно пож-та.

Если коротко и популярно (не думаю, что это понятнее) -- из уравнений квантовой механики следует, что если частицы изначально двигались связанно и законы их движения не хотят заставить эти частицы быть независимыми, то эти частицы и потом будут двигаться связанно. Вот и вся запутанность.

[realeugene]

(Оффтоп)

lips в сообщении #1326993 писал(а):

Пож-та не надо пытаться меня уличить в незнании основ кв. мех.

Почему нет?
Вы же пытаетесь философствовать на эту тему? Ставите мысленные эксперименты со спином электрона. Как вам кажется. Философствование о квантовой механике без знания основ квантовой механики - это прямой путь к лженауке. Вам, сначала, нужно осознать, что вы ничего не понимаете о том, что именно физики делают, и дальше или расслабиться и получать удовольствие от жизни и достижений цивилизации с полным пониманием, что вы ничего в физике не понимаете, или попытаться изучить эти самые "основы физики" и стать самому немного "посвященным". Я, например, сам очень плохо знаю химию, но это мне не мешает мыться шампунем под душем не рассуждая о тонкостях органического синтеза. Учебники физики опубликованы - от вас никто "сокровенное знание" специально не скрывает. Но "на пальцах" это знание всё же не передаётся.

lips в сообщении #1326993 писал(а):

Я так понял что принцип супер позиции накладывает на электрон состояние в котором он не правый и не левый, видимо имея связь с будущим(как это наблюдается у виртуальных частиц где частица должна быть ОБЯЗАТЕЛЬНО поглощена)

Простите, но это - бред. Какая ещё "связь с будущим". В физике нет такого понятия.

[lips]

Зачем вы мне объясняете что такое спин, ну ладно проекция на ось, я знаю что это квантовое число, так проще это всё равно понимать, дело вообще не в этом. Я просил мне объяснить совершенно другое! Я хочу узнать про суперпозицию(формально мне нужно предоставить свои решения чтобы вы смогли мне что то ответить... ), а вы тупо сказали что это всё неправильно и всё. А ответ то где??
realeugene, Я не философствую, я не знаю ответ. Чтобы размышлять о чём то надо хотя бы понимать, а я не понимаю...

И ещё если это не нарушит ваши правила - как тогда виртуальные частицы должны быть обязательно поглощены?(если они не знают будущие)