EPR-paradoxon

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából

Az EPR-paradoxon (Einstein–Podolsky–Rosen-paradoxon) a kvantummechanika egyik nevezetes gondolatkísérlete, amelynek eredeti célja az elmélet nem-teljes voltának demonstrálása volt, később pedig a kísérleti ellenőrzésében játszott szerepet.

A modern értelmezés szerint az EPR-paradoxon lényege az az állítás, hogy a kvantummechanika nem lehet egyszerre lokális, realista és teljes elmélet. A különböző interpretációk más-más elvet vetnek el a háromból.

A gondolatkísérlet rövid leírása[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Az EPR-paradoxon Bohm által adott (EPRB-paradoxonnak is nevezett) megfogalmazásában egy forrás két elektront bocsát ki, amelyek együttes spinje nulla, és mindkettő a pozitív és a negatív spin kvantum szuperpozíciójában van, (azaz a két részecske összefonódott állapotban van). A részecskék eléggé eltávolodnak egymástól ahhoz, hogy fénysebességnél lassabb kölcsönhatás ne jöhessen közöttük számításba. Ha ezek után a két részecske spinjét megmérjük a (tetszőlegesen választott) z tengely mentén, azt kapjuk, hogy ellentétes spinűek. Ha az x tengely mentén mérjük meg, ugyanezt kapjuk. A másodjára mért részecskénél tehát a mérés eredménye determinisztikus (az első részécskénél mért érték ellentéte).

A Heisenberg-féle határozatlansági reláció szerint egy részecske spinje két, egymásra merőleges irányban egyszerre nem mérhető meg. Így, ha megmérjük az első részecskén a z, majd a másodikon az x tengely menti spint, a második részecske x irányú spinje nem lehet ellentéte az első részecske mérések előtti spinjének, mert akkor az első részecske mindkét iránybeli spinjét ismernénk. Így tehát az első részecske z irányú mérésének valahogy „el kell rontania” a második részecske x irányú spinjét, éppúgy, ahogy a saját x irányú spinjét elrontja. A két részecske azonban – ha a lokalitást elfogadjuk – túl messze van ahhoz, hogy bármiféle kölcsönhatás felléphessen közöttük.

Az EPR-paradoxon története[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A paradoxont Albert Einstein, Boris Podolsky és Nathan Rosen publikálta 1935-ben.[1] Érvelésük szerint 1) a spin a rendszer egy olyan tulajdonsága, amelyet teljes biztonsággal meg tudunk jósolni anélkül, hogy megzavarnánk a rendszert, tehát fizikai valósággal bír; 2) az egymásra merőleges spinek a koppenhágai interpretáció szerint egyidejűleg nem bírhatnak fizikai realitással; 3) tehát a kvantummechanika nem teljes elmélet (nem rendelhető benne a fizikai valóság minden eleméhez az elmélet egy-egy eleme).

Niels Bohr válaszcikkében[2] kifejtette a komplementaritás elvét.

David Bohm 1951-ben javasolt egy egyenértékű, de könnyebben kivitelezhető kísérleti elrendezést, amelyben két olyan atom szerepel, amelyek együttes spinje nulla.[3] 1964-ben John Bell ez alapján megfogalmazta a Bell-egyenlőtlenséget, amely egy, a kvantummechanikából levezethető statisztikus jóslat, ami összeegyeztethetetlen a rejtett paraméteres elméletek jelentős részével.[4] 1982-ben Alain Aspect elvégezte a Bell-egyenlőtlenség kísérleti ellenőrzését.[5]

Hivatkozások[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  1. Can Quantum-Mechanical Description of Physical Reality Be Considered Complete?, A. Einstein, B. Podolsky, and N. Rosen. Physical Review, v47, pp 777-780. 1935. május 15.
  2. Can Quantum-Mechanical Description of Physical Reality be Considered Complete?, N. Bohr. Physical Review, v48, pp 696–702. 1935. július 13.
  3. Bohm, D. "The Paradox of Einstein, Rosen, and Podolsky." Quantum Th., 611-623, 1951.
  4. Bell, J. S. On the Einstein-Podolsky-Rosen Paradox, Physics 1, 195-200, 1964.
  5. Aspect, A.; Grangier, P.; and Roger, G. "Experimental Realization of Einstein-Podolsky-Rosen-Bohm Gedankenexperiment: A New Violation of Bell's Inequalities." Phys. Rev. Let. 49, 91-94, 1982.