4.a) Sovrapposizione e entanglement quantistico

Nella letteratura scientifica ci sono numerose spiegazioni sui fenomeni chiamati sovrapposizione e entanglement quantistico. Qui è non ripetere in altre parole ciò che è indicato nella Wikipedia ➹, al contrario, l'idea è di presentare un parere motivato sulla sovrapposizione e perché parlare di comunicazione istantanea tra particelle entangled quando tutto è la correlazione di ignoranza dei loro stati individuali.

In generale, seguire le spiegazioni accademiche non è facile perché salta i concetti di base e mescola concetti tecnici complessi con terminologia fantasiosa –teletrasporto quantistico, decoerenza, interpretazione di mondi multipli. Il riferimento a Einstein e il paradosso EPR ➹ aiutano ad accettare ciecamente concetti di gatto che non sono compresi.

Infine, se qualcuno si ostina a cercare di capire questi concetti di base, sono solo presentate come controintuitivo e formalizzandolo con formule matematiche –disuguaglianze di Bell ➹– solo per i professionisti de fisica teorica e filosofia greco-orientale.

Il fatto che le interpretazioni più sensazionali dell'intervallo quantistico siano impossibili non significa che lo sviluppo scientifico e tecnologico non abbia bisogno di ricerche sulle caratteristiche reali delle particelle fisiche. Inoltre, non sorprende che determinate indagini non siano spiegate pubblicamente con precisione, tenendo conto della geopolitica del passato, presente e sicuramente del mondo futuro.

La confusione su questo tema deriva dalla caratteristica principale della Meccanica Quantistica, il principio di indeterminazione de Heisenberg, che richiede di lavorare con funzioni di probabilità –funzioni di onda– quindi l'impossibilità di prevedere il valore reale delle proprietà quantistiche come per il problema della misurazione. La misura informa di uno stato passato perché influenza l'evoluzione di esso, distruggendo la sua coerenza temporale.

Per spiegare entanglement quantistico ci limiteremo il caso dello Spin degli elettroni e utilizzare un esempio classico con corrispondenti concetti Spin, sovrapposizione, entanglement e comunicazione immediata con la sua controparte quantistica.

  • Spin.

    L'importante è sapere che Spin è una proprietà quantica che può assumere due valori per l'elettrone, ma che il suo valore non può essere conosciuto senza alterare la realtà fisica, cioè la sua misurazione per un momento specifico non ne informa stato successivo poiché la misura stessa può cambiare il suo valore. In altre parole, quando crei o scegli un nuovo elettrone non sai che Spin ce l'ha.

    Nella pagina sulla struttura dell'Atomo Globale abbiamo dedicato una breve sezione al principio di Pauli e un'altra alla rotazione e al momento angolare orbitale degli elettroni. Indipendentemente dal conoscere il suo valore o meno, vale la pena tenere a mente che l'elettrone di un atomo potrebbe cambiare il suo valore, ma l'elettrone libero non cambia il suo Spin, sebbene rimanga sconosciuto. Questo perché può essere misurato solo una volta e supponendo che non sia cambiato da qualche fattore esterno –la coerenza quantistica in caso di entanglement.

    Il nostro esempio è una moneta che gira sul tavolo così velocemente che se facciamo una foto super veloce non sappiamo quale sarà il risultato.

    A priori, abbiamo una funzione di probabilità del 50% che è faccia o croce.

    Ecco perché la famosa frase del gatto vivo e morto allo stesso tempo è detta, dalla funzione probabilistica dell'onda. È interessante notare che è controintuitivo è l'esempio utilizzato un gatto vivo e morto, perché una moneta che gira, uno Spin o altro, sono esempi perfettamente intuitive.

  • Sovrapposizione.

    Un altro aspetto non meno interessante è il modo di interpretare le formule statistiche di probabilità; in quanto non è noto se faccia o croce, prima di scattare la foto è detto di essere due cose e che è in due posti contemporaneamente o in uno stato di sovrapposizione.

    Terminologia confusa, quando non si sa quale sia l'evento reale, ma se la sua probabilità, si dice che entrambe le cose accadono nello stesso momento –l'evento e il suo contrario–, nonostante siano probabilità esclusive.

    È una metafora concettuale inversa –che affronta le caratteristiche dei concetti astratti come proprietà fisiche delle cose–, inoltre, in questo caso è un evento impossibile.

    In altre parole, l'occhio non vede la faccia o la croce, mentre la moneta gira –come l'effetto ottico della immagine–, dire che si sovrappone anche se se portare avanti il ​​quadro sarebbe vedere che si tratta di un presupposto sbagliato. Inoltre, non hanno mai trovato un gatto morente.

    Sovrapposizione
    Assunzione errata
    Sei immagini di una moneta che gira senza vedere la faccia o la croce.

    In breve, la realtà fisica non è anti-intuitiva, ma l'assunzione sbagliata. È certamente un grave errore, perché a priori non esiste alcun motivo scientifico per giustificarlo. Non è una scusa per dire che si tratta di una sovrapposizione di probabilità; perché il concetto di probabilità lo implica implicitamente, e precisamente per indicare che una possibilità esclude l'altra e che la somma di tutte le probabilità è sempre uguale a una. Inoltre, non dicono questo, le probabilità non sono due cose allo stesso tempo né sono in due posti nello stesso momento; perché sono concetti astratti, a meno che non stiamo parlando di altri mondi.

    Un ulteriore problema della Meccanica Quantistica con ignoranza sullo stato reale e le sue cause è che, se mettiamo la foto in una busta senza guardarla e inviandola per posta normale al paese B, continuano a dire che è in uno stato di sovrapposizione nonostante che nella busta c'è solo una foto e non si può dire che ci sia un gatto chiuso o una moneta che gira. L'esempio quantistico corrispondente dell'inviluppo sarebbe un elettrone libero, poiché, come abbiamo visto, lo Spin di questi elettroni non cambia il suo valore eccetto per i possibili casi di decoerenza quantistica.

  • Entanglement quantistico.

    Ora immagina che la fotocamera scatta due foto e che sia sincronizzata con la velocità di rotazione, in modo che se la prima foto è faccia, il secondo è croce. Se mettiamo le foto senza guardarle in due buste, e una che abbiamo inviato al paese B e l'altra al paese C, le foto sarebbero intrecciate poiché sappiamo che se uno è faccia l'altro sarà croce e viceversa.

    La Meccanica Quantistica sa che a volte due elettroni hanno valori di Spin opposti; in questo caso hai più informazioni su un elettrone perché fa parte di un sistema a due particelle. Riguarda il gioco delle probabilità condizionate; se fosse noto che uno ha uno Spin ½ allora sarebbe noto che l'altro lo ha -½. In questo caso si dice che le particelle sono entangled.

    Logicamente, e senza tener conto della possibilità di decoerenza quantica, finché non viene aperta nessuna busta non ci sono informazioni aggiuntive, ma al momento dell'apertura di una busta il contenuto delle due buste sarà noto. Esattamente lo stesso si può dire dei valori di Spin dei due elettroni.

    Dal punto di vista della funzione di probabilità, parliamo di sovrapposizione delle funzioni di particelle attorcigliate nel senso che la funzione di probabilità del sistema incorpora più informazioni sulle loro particelle per reciproca interdipendenza.

    L'entanglement puntuale al momento iniziale è dimostrato sperimentalmente e non vi è alcun problema a questo riguardo, a condizione che il concetto non sia esteso alla successiva comunicazione istantanea tra particelle separate, poiché questa circostanza non è dimostrata sperimentalmente.

  • Comunicazione istantanea.

    Se apriamo la busta entangled paese B e hanno la foto con la faccia della medaglia, sappiamo subito che l'inviluppo di paese C ha la foto della croce, ma questo non significa che il postino è stato in esecuzione per ottenere foto con croce nella busta del paese C, ma era già nella busta da quando è stata inviata.

    Si deve prestare attenzione alla terminologia quantistica, il fatto di conoscere il contenuto della busta del paese C viene chiamato collasso istantaneo della funzione d'onda. In altre parole, poiché non v'è incertezza più circa il suo contenuto, si dice che la funzione d'onda –funzione della probabilità– è collassata, chiaro mimetismo paradossale con il vero collasso di un'onda meccanica.

    La comunicazione istantanea tra buste o particelle non esiste, almeno finché non è dimostrata da esperimenti senza un gatto chiuso.

    Un altro esempio è la creazione di due fotoni intrecciati nell'annientamento di un positrone e di un elettrone. Qui è chiara, come destrogiro e levogiro fotone vengono creati intrecciano natura delle particelle che creano, e una volta creato non cambiano la loro decoerenza quantistica tranne Spin e non comunicano tra loro, nonostante essere intrecciati.

    Per quanto riguarda la comunicazione istantanea di informazioni, dal momento che non ci sono informazioni ottenute nel paese B devono comunicarlo al paese C per farle sapere il contenuto della busta senza aprirla. Certamente, le informazioni condizionate con codici prestabiliti possono avere effetti, ma in un modo equivalente a qualsiasi sistema classico con le stesse caratteristiche.

  • Non applicazione del principio di Indeterminazione.

    Sembra ovvio che conoscere il contenuto di una busta senza aprirlo, anche se non è istantaneo, non implica alcun paradosso. È un superamento o un'eccezione del principio di Incertezza di Heisenberg, non supporre che la conoscenza abbia qualche limite, per non aver aperto la busta; o che cosa è lo stesso, non avendo fatto la misura in Meccanica Quantistica.