EPR-paradoxon
Az EPR-paradoxon a kvantummechanika egyik korai és erős kritikája. Albert Einstein és munkatársai, Boris Podolsky és Nathan Rosen szerint Niels Bohr, Werner Heisenberg és a többi koppenhágai tudós tévedett a bizonytalanságot illetően. Heisenberg azt állította, hogy soha nem lehet tudni egy időben bármely atom méretű vagy annál kisebb részecske helyzetét és lendületét (vagy sebességét, vagy pályáját). Az elképzelés az volt, hogy a kettőt nem lehet egyszerre mérni, és amint az egyiket megmérjük, változás következik be, és a másikra nem ugyanazt a választ kapjuk, mint amit akkor kaptunk volna, ha először azt mérjük meg. Einstein és csoportja azt mondta, hogy Heisenbergnek újra kellene gondolnia. Tegyük fel, hogy van két nagyon kicsi részecske. Megmérted mindegyiknek a súlyát, majd összeragasztottad őket. Egy kicsit meglökted őket. Aztán valami széttörte őket. Mind a helyzetüknek, mind a sebességüknek összefüggőnek kellene lennie. Ha tehát megmérted az egyikük helyzetét, akkor még ha feltételezted is, hogy Heisenbergnek igaza van, és nem keveredhetsz bele, hogy a mérés során elrontod a sebességét, ez biztosan nem jelenti azt, hogy soha nem volt határozott sebessége. Bizonyításképpen Einstein azt mondta, hogy a következő alkalommal megmérheted a második részecske sebességét, és mivel minden matematikailag összefügg, ezután már tudod az első részecske sebességét.
Heisenbergnek egyetlen módon lehetett igaza, egy olyan okból, amelyet Einstein képtelenségnek tartott: Mi van, ha az első részecske helyzetének mérése összezavarja a második részecske sebességét. Ez olyan lenne, mint a varázslat. Hogyan tudna bárki is megmagyarázni egy ilyen hatást? Tegyük fel, hogy a két részecske nagyon gyorsan távolodik, és hosszú idő telt el. Ha valami, ami az első részecskével történt, valahogyan befolyásolná a második részecskét, akkor a hatásnak gyorsabban kellene terjednie, mint a fénysebesség, ami lehetetlen. Az olyan fizikusok, mint Erwin Schrödinger, azt javasolták, hogy talán a helyzet és a sebesség közötti kapcsolat valahogyan csak fokozatosan megszűnne. Schrödinger a két részecske közötti kapcsolatot (és minden hasonlót, ami más dolgokkal történt) "összefonódásnak" nevezte.
A "kísérteties távoli cselekvés", ahogy Einstein nevezte, az egyik módja e paradoxon megértésének. Einstein nem tudhatta, hogy a jövőbeli kísérletek ki fogják mutatni az összefonódás létezését. Végül John Stewart Bell matematikailag kimutatta, hogy a rejtett változók semmiképpen sem tudnak magyarázatot adni az összefonódást mutató kísérleti eredményekre.
Kérdések és válaszok
K: Mi az az EPR-paradoxon?
V: Az EPR-paradoxon a kvantummechanika korai és erős kritikája, amelyet Albert Einstein, Boris Podolsky és Nathan Rosen fogalmazott meg. Azt állították, hogy Niels Bohr, Werner Heisenberg és más koppenhágai tudósok tévedtek a bizonytalanságot illetően.
K: Mit állított Heisenberg?
V: Heisenberg azt állította, hogy soha nem lehet tudni egy időben bármely atom méretű vagy kisebb részecske helyzetét és lendületét (vagy sebességét vagy pályáját). Úgy gondolta, hogy az egyik mérése változást okozna a másikban, ezért nem lehetett őket egyszerre mérni.
K: Hogyan reagált Einstein erre az állításra?
V: Einstein azt mondta, hogy ha két nagyon kicsi részecskét összeragasztanak, miután megmérték a súlyukat, majd egy lökést adnak nekik, mielőtt újra szétválasztják őket, akkor a helyzetüknek és sebességüknek egymáshoz kell viszonyulniuk. Ezért ha megmérjük az egyik részecske helyzetét, még ha közben el is rontja a sebességét, akkor is meghatározott sebességgel kellett rendelkeznie a mérés előtt.
K: Milyen magyarázatot javasolt Erwin Schrödinger erre a paradoxonra?
V: Erwin Schrödinger azt javasolta, hogy talán a pozíció és a sebesség közötti kapcsolat valahogyan fokozatosan megszűnik; ezt a kapcsolatot két részecske között "összefonódásnak" nevezte. Ezt a jelenséget Einstein "kísérteties távoli cselekvésnek" nevezte.
Kérdés: Einstein hitt abban, hogy létezik az összefonódás?
V: Nem, Einstein nem tudhatta, hogy a jövőbeni kísérletek ki fogják mutatni az összefonódás létezését.
K: Ki bizonyította be matematikailag az összefonódás létezését?
V: John Stewart Bell matematikailag kimutatta, hogy a rejtett változók semmiképpen sem magyarázhatják az összefonódást kimutató kísérleti eredményeket.
