Quantum Entaglement en haar implicaties.

[mace]

Ik las een tijd geleden ik de kijk (02-2007) een artikel over quantum entanglement, het artikel heet "Wat is tijd?"

Nu staan daar een aantal erg interessante dingen in, maar ik moest over een bepaald aspect toch wel weer even nadenken. Ik ben een beetje moe maar ik wil toch even deze vraag stellen, dus ik zal mijn best doen om duidelijk te zijn.

Ik zal proberen het zo goed mogelijk uit te leggen:

Met de quantumtheorie kunnen deeltjes, zelfs op gigantische afstanden, nog exact hetzelfde zijn, ze hebben exact dezelfde eigenschappen, het zijn echter geen kopieën van elkaar, maar feitelijk nog één deeltje zijn.

Het effect van "quantum weirdness" is al aangetoond dmv het scherm van Young, de beste man ving in 1803 een dun straaltje zonlicht in een donkere kamer, en splitste het met een papiertje met 2 lange dunne gaten, hiermee wilde hij voor eens en altijd bepalen of licht nou uit deeltjes of uit golven bestaat. Als licht uit golven bestaat, en het wordt gesplitst onstaat er aan de andere kant op de muur een interferentiepatroon, de golven storen en versterken elkaar immers. Dit effect is ook zichtbaar als je 2 stenen in het water gooit en de rimpels elkaar raken.


Het lichtpatroon ziet er echter zo uit:


Dit is het in actie:


Dit was leuk en aardig, maar later is bekend geworden dat licht uit deeltjes bestaat, fotonen genaamd. In dit geval zou het dus zo moeten zijn dat als je licht dimt, dat er evenveel fotonen zijn, maar met minder energie per stuk. Want anders zou je de lichtbron zover kunnen dimmen dat er maar 1 foton per keer door het scherm gaan, en dan kunnen de golven elkaar niet storen!
Om dit te testen is het experiment herhaald met een laser. Één foton per keer door het kartonnetje schieten, en toch kreeg je naar verloop van tijd een interferentiepatroon (na een tijd zichtbaar op lichtgevoelig papier.) De fotonen kiezen dus blijkbaar een pad, of de ene, of de andere spleet! En daarbij weten ze blijkbaar van elkaar welke kant de andere heeft genomen, want anders zou je het interferentiepatroon niet krijgen. Om dit verder te testen plaatst men bij de beide spleten elk een detector, nu kan je dus precies zien waar welke foton heen gaat. Zou het probleem moeten oplossen denk je, niet dus.

Wat gebeurt er? Interferentiepatroon verdwijnt! De fotonen "voelen zich bekeken" en storen en versterken elkaar niet meer, geen golven, geen interferentie! Dit is bewijs van de theorie dat het observeren gelijk de staat verandert van een deeltje.

Dit alles heet "Wave-Particle Duality". Het is wetenschappelijk bewezen, op zich vind ik dit al mateloos interessant, maar het is een stukje achtergrond voor mijn volgende verhaaltje (bear with me please!).

Nu zijn er mensen die geloven in Quantum Entanglement, dat verhaal van 2 deeltjes die eigenlijk 1 zijn. Hierbij zijn al experimenten uitgevoerd:

bron

Hier word een UV laser middels een kristal opgesplitst in 2 IR stralen.
Boven is een straal met een lens en een detector die scherp of onscherp kan worden gesteld, onder is zo'n scherm van Young en een detector. Dat geval onderaan is een synchonisator die evoor zorgt dat alleen de "paren" samen worden bekeken.

Het idee is dus dat als de straal gesplitst wordt, je de fotonen op 2 verschillende plaatsen in de ruimte laat bestaan, de 2 stralen is eigenlijk nog maar 1 straal, dit is een vreemd idee maar de resultaten spreken voor zich.

Als de bovenste detector wordt ingesteld op de focale lengte van het onderste scherm van Young, dan zien we op het onderste scherm een verandering, het interferentiepatroon verdwijnt zoals ik eerder beschreven heb. Het gekke is dat er dus helemaal NIKS verandert aan de onderste opstelling, het enige is dat de bovenste detector naar de broertjes van de onderste fotonen kijkt. De fotonen "voelen zich betrapt" en het interferentiepatroon valt uiteen. De data ondersteunt dit!

bron

Erg bizar!

Nu is het al raar dat dit gebeurt, maar het leuke is is dat er ook informatie gestuurd wordt tussen de paren van fotonen, deze overdracht van informatie is sneller dan het licht, en dus onmogelijk volgens onze huidige wetten!

Nu wil ene John cramer het experiment iets anders uitvoeren, hij wil de synchro weglaten, want volgens hem is 85% al "verstrengeld" en is het dus aleen maar 15% ruis die gefilterd wordt, maar belangrijker nog is dat hij de bovenste straal ook wil splitsen en vervolgens met 2 kilometer glasvezelkabel verlengen en daar een lens neerzetten en hetzelfde doen.

Door deze afstand zal er een tijdsvertraging van 50 microseconden optreden, en als het allemaal lukt, zien we de resultaten 50 microseconden eerder dan dat we de focus aanpassen, de verstrengelde fotonen komen immers 50 microseconden eerder al aan op de onderste detector. Zeer bizar.

Dit brengt ook meteen een paradox mee, want stel dat je het resultaat ziet, maar vervolgens besluit om de detector niet te focussen, dan heb je al een probleem, je kan ook langere kabels gebruiken om jezelf meer tijd te geven. 300.000 kilometer staat gelijk aan één seconde, dit is erg onpraktisch maar niet onmogelijk, zeker als je jezelf minder tijd gunt.

Dit knaagt al een tijd aan me en ik vraag me af wat jullie hierover te zeggen hebben, ik raad jullie trouwens aan om dat artikel te lezen want ik kan het niet zo goed uitleggen denk ik, maar ik heb mijn best gedaan

[Verwijderd]

Alleen gaat glasvezel niet werken want daar moet om de zoveel meter een repeater tussen (bij hoogwaardige glasvezel ligt dat geloof ik ergens in de orde van grootte van kilometers).

Maar je zou natuurlijk wel een grote hoogwaardige spiegel op de maan neer kunnen zetten en een deel van de straal daarop kunnen mikken. Van de aarde naar de maan en terug is toch best wel een afstand.

Laten ze nou bij het Apollo project een hoop spiegels op de maan neer hebben gezet welke nog steeds dagelijks gebruikt worden om de afstand tussen de aarde en de maan te meten (de maan gaat er met 2.5cm per eeuw vandoor). Dus wie wil het proberen?

Ik heb geen enkel idee wat er zou gebeuren...

(Overigens zou ik het een betere proef vinden als de syncro inderdaad wordt weggelaten aangezien daar wellicht iets in zou kunnen zitten wat het beinvloed)

[ Voor 10% gewijzigd door Verwijderd op 23-03-2007 01:14 ]

[mace]

Verwijderd schreef op vrijdag 23 maart 2007 @ 01:12:
Alleen gaat glasvezel niet werken want daar moet om de zoveel meter een repeater tussen (bij hoogwaardige glasvezel ligt dat geloof ik ergens in de orde van grootte van kilometers).

Maar je zou natuurlijk wel een grote hoogwaardige spiegel op de maan neer kunnen zetten en een deel van de straal daarop kunnen mikken. Van de aarde naar de maan en terug is toch best wel een afstand.

Laten ze nou bij het Apollo project een hoop spiegels op de maan neer hebben gezet welke nog steeds dagelijks gebruikt worden om de afstand tussen de aarde en de maan te meten (de maan gaat er met 2.5cm per eeuw vandoor). Dus wie wil het proberen?

Ik heb geen enkel idee wat er zou gebeuren...

(Overigens zou ik het een betere proef vinden als de syncro inderdaad wordt weggelaten aangezien daar wellicht iets in zou kunnen zitten wat het beinvloed)

We hebben het hier niet over lullige glasvezeltjes en ook niet over lullige lasertjes, en glasvezel is een beter medium voor licht dan lucht toch? Trouwens lijkt het met onpraktisch om de hele aarde + maan te verduisteren, anders heb je last van zon + sterlicht.

300.000 KM lijkt me niet haalbaar, maar goed, meer dan 2 KM moet zeker kunnen!
Genoeg tijd om elektronisch een beslissing te laten maken moet kunnen, als het al niet kan in 50 microseconden.

[Verwijderd]

Daar zit wel wat in.

Overigens kun je natuurlijk die laser ook af laten schieten vanaf een ruimtestation, dit is typisch zo'n proef die je het liefste in vacuum wil uitvoeren.

Maar je kunt inderdaad storing krijgen en dat wil je niet.

Ik denk niet dat het een goede proef is wanneer je een computer die beslissing laat maken, je kunt namelijk van die computer niet merken of er een andere invloed meespeelt. Bij een mens kun je iedereen die het niet gelooft op dat plekje zetten om het zelf te doen totdat de hele wereld het gelooft bij wijze van spreken.

Weet je zeker dat niemand dit ooit getest heeft? Het lijkt me namelijk niet heel moeilijk (relatief tov de voorgaande proeven) en die vorige proeven waren al heel wat jaar geleden.

[link0007]

maar als je die 2e lichtstraal op 300000km afstand nog eens laat splitsen, hoe weet je dan wanneer de andere straal gebotst is? Als je dit met een computer meet, heb je hier nog niks aan, want data kan ook niet sneller dan het licht, en het duurt dus 1seconde voordat die data aankomt, wat dus betekend dat hij tegelijkertijd met de 2e lichtstraal aankomt.

Of bedoel je dat de fotonen direct verschijnen op de 300000km verder weg neergezette plaats, omdat het licht daar uiteindelijk toch terecht zou komen? En hoe en waarom weet het licht dat dan?

[mace]

link0007 schreef op vrijdag 23 maart 2007 @ 08:23:
maar als je die 2e lichtstraal op 300000km afstand nog eens laat splitsen, hoe weet je dan wanneer de andere straal gebotst is? Als je dit met een computer meet, heb je hier nog niks aan, want data kan ook niet sneller dan het licht, en het duurt dus 1seconde voordat die data aankomt, wat dus betekend dat hij tegelijkertijd met de 2e lichtstraal aankomt.

Of bedoel je dat de fotonen direct verschijnen op de 300000km verder weg neergezette plaats, omdat het licht daar uiteindelijk toch terecht zou komen? En hoe en waarom weet het licht dat dan?

Nee, de fotonen horen bij elkaar, en bezitten dezelfde eigenschappen, als het kristal een foton splitst krijg je een bij elkaar horend paar, dit paar verandert altijd tegelijk van eigenschap, ook al zijn ze ver van elkaar verwijderd. Hoe en waarom het licht dit weet is niet duidelijk, maar een onderdeel van de theorie.

Het ene lichtdeeltje "weet" niets van de andere, het is eigenlijk gewoon nog 1 deeltje wat op 2 plaatsen tegelijk bestaat. Echter in de fysieke wereld betekent dit dat er toch een of andere manier van informatie overbrengen moet zijn, en die overdracht is zonder enige vorm van vertraging, dus sneller dan het licht.

Trouwens hoef je niks te meten met een computer, er is geen syncronisator, het effect is zichtbaar door middel van de aan- of afwezigheid van een interferentiepatroon achter het scherm van Young.

[Verwijderd]

Ik zat trouwens te denken:

Op het moment dat de ene lichtgolf/foton al gebotst is is het andere deel van het paar nog onderweg. Je zou dus verwachten dat bij een kwantum (want zo schrijf je dat in Nederland) paar het botsen van het ene deeltje/golf meer invloed heeft dan het uiteindelijk wel of niet in focus zijn van het andere deeltje.

Ook wordt er meer gedacht hierover:

http://www.analogsf.com/0612/altview.shtml

Zo'n proef zou je dus nooit uit kunnen voeren omdat het antwoord niet geldig is binnen onze natuurkundige wetten.

Dus ofwel je bewijst dat de natuurkundige wetten niet kloppen (door een resultaat te krijgen) ofwel je bewijst niets omdat je geen geldig antwoord krijgt (en daarbij eigenlijk aangeeft dat de natuurkundige wetten wel kloppen).

Beter plaatje van het geheel:



En ook: http://destinymatrix.blog...remarks-in-httparxiv.html

Waarin dus staat dat het inderdaad niet klopt als de ene verder moet gaan als de ander aangezien dan of de een veel sneller moet gaan of de ander veel trager, allebei klopt niet.

De conclusie lijkt dan ook te zijn dat het leuk verzonnen is, maar in de praktijk klopt het niet echt en als het al zou kloppen zou je toch geen antwoord kunnen krijgen.

[ Voor 25% gewijzigd door Verwijderd op 23-03-2007 14:05 ]

[StefSybo]

Verwijderd schreef op vrijdag 23 maart 2007 @ 13:53:
Waarin dus staat dat het inderdaad niet klopt als de ene verder moet gaan als de ander aangezien dan of de een veel sneller moet gaan of de ander veel trager, allebei klopt niet.

Het is nog steeds zo dat beide fotonen gewoon met de lichtsnelheid reizen en dus niet tegelijk bij de detector aankomen, maar op het moment dat het vertraagde foton bij zijn detector aankomt kan je, door op dat moment de detector iets te verplaatsen, zorgen dat het niet vertraagde foton datzelfde effect overneemt. Het interessante is echter dat het niet vertraagde foton op dat momen al aangekomen is bij zijn detector, dus als je iets verandert aan de kant van het foton dat vertraagd is zie je dat al daarvoor bij het andere foton, namelijk op het momen dat dat foton bij zijn detector aankomt.

Dat is tenminste het idee achter dit onderzoek, maar ik heb er zo mijn bedenkingen bij. Waarom zou het vertraagde foton immers het niet vertraagde beïnvloeden en niet andersom? Uit wat ik over verstrengeling heb gelezen voor dit artikel heb ik altijd begrepen dat het gedrag van beide fotonen onbepaald is, totdat er een in een bepaald gedrag gedwongen wordt, daarna ligt het gedrag van beide fotonen vast. In dat geval zou het niet vertraagde foton dus het vertraagde beïnvloeden en niet andersom en is er dus ook geen sprake van waarneming voordat je iets verandert.

[Verwijderd]

StefSybo schreef op vrijdag 23 maart 2007 @ 23:42:
[...]


Het is nog steeds zo dat beide fotonen gewoon met de lichtsnelheid reizen en dus niet tegelijk bij de detector aankomen, maar op het moment dat het vertraagde foton bij zijn detector aankomt kan je, door op dat moment de detector iets te verplaatsen, zorgen dat het niet vertraagde foton datzelfde effect overneemt. Het interessante is echter dat het niet vertraagde foton op dat momen al aangekomen is bij zijn detector, dus als je iets verandert aan de kant van het foton dat vertraagd is zie je dat al daarvoor bij het andere foton, namelijk op het momen dat dat foton bij zijn detector aankomt.

Dat is tenminste het idee achter dit onderzoek, maar ik heb er zo mijn bedenkingen bij. Waarom zou het vertraagde foton immers het niet vertraagde beïnvloeden en niet andersom? Uit wat ik over verstrengeling heb gelezen voor dit artikel heb ik altijd begrepen dat het gedrag van beide fotonen onbepaald is, totdat er een in een bepaald gedrag gedwongen wordt, daarna ligt het gedrag van beide fotonen vast. In dat geval zou het niet vertraagde foton dus het vertraagde beïnvloeden en niet andersom en is er dus ook geen sprake van waarneming voordat je iets verandert.

Moet je even de laatsta paragrafen van de laatste link die ik gaf lezen, daar staat het redelijk goed uitgelegd.

Het is inderdaad complete bullshit, je hebt een paar laten we zeggen Jan en Piet (geloof dat ze in het Engels voor kwantum paren altijd twee andere namen gebruiken):
Jan moet 10 kilometer rennen, Piet moet 1 meter rennen.
Als er iets met Jan gebeurt gebeurt dat ook met Piet en andersom.
Na 1 meter rent Piet tegen een muur en valt bewusteloos neer, wat gebeurt er nu met Piet?

Precies die ligt ook na 1 meter op z'n gat anders gaat de hele theorie al niet op.

Het is toch wel mooi zo'n kwantum paar, maar tijdreizen zal er niet mee lukken, hooguit teleportatie en das toch al heel wat. (Als iemand ooit het nut ervan vind, je kan immers ook gewoon gaan lopen das een stuk goedkoper...)

[Confusion]

Je moet niet proberen quantummechanica te begrijpen middels klassieke analogieën. Dan lijken allerlei zaken mysterieus en diepzinnig, terwijl ze dat helemaal niet zijn. De natuur bestaat niet uit golven en de natuur bestaat niet uit deeltjes. De natuur bestaat uit dingen die geen van beide zijn, maar zich onder bepaalde omstandigheden laten beschrijven met vergelijkingen die lijken op die van klassieke golven of klassieke deeltjes.

Als er iets mysterieus is, dan is het bijvoorbeeld wel de opvatting dat het mysterieus zou zijn dat electronen interferentie vertonen.

[Verwijderd]

Interessant verhaal. Het doet me denken aan experimenten die vele jaren geleden kennelijk aantoonden dat causaliteit zoals dat in deterministische wereldbeelden een grondbeginsel is voor kwantum verschijnselen niet perse zouden gelden. . . .ik wil hier de naam deeltje vermijden. Ik ben de naam van het fenomeen kwijt maar het ging om het vaststellen van het magnetische moment (MM) van een uitgezonden kwantum verschijnsel:

1 Het MM zou op het moment van vertrek onbepaald zijn
2 Het MM zou pas op het moment van de aankomst in een detector bepaald worden

De interpretatie van "onbepaald" zou in de moderne visie niet betekenen dat het MM onbekend is op het moment van vertrek van het kwantum verschijnsel, noch tijdens de reis naar de detector, maar dat kwantumtechnisch het MM niet zou bestaan tussen bron en doel en dat het alleen door interactie met de detector zou ontstaan als een inslag-fenomeen. . .zonder dat er sprake zou zijn dat het MM tijdens de reis door interacties met andere materie of straling beïnvloed zou worden. Een vergelijkbaar argument kan gemaakt worden voor energie: het bestaat niet als een identifiseerbare eenheid zonder het als een interactieverschijnsel te definieren.

Uiteraard is het te beargumenteren dat er verborgen variabelen aan het werk zouden zijn die het MM zouden kunnen beïnvloeden tijdens de reis en het + of - zou laten uitkomen op de detector. Anderzijds als het MM alleen als een inslagfenomeen zich zou manifesteren zou je het nog steeds een resultaat van verborgen variabelen kunnen verlaren: op het moment van de inslag wordt het MM bepaald en tijdens de reis bestaat het MM niet. . .voor zover je niets meet is er ook niets over "niets" te zeggen.

Het probleem hier zou zijn dat je niet even het kwantum-verschijnsel tijdens de reis kan bestuderen zonder het te beïnvloeden. In elk geval wordt het gesteld dat het verborgen variabelen argument kan worden uitgesloten omdat die variabelen kennelijk na ongeveer 50 jaar nog steeds niet gevonden zijn en daardoor wordt de onbepaaldheid van het MM van het verschijnsel tussen bron en doel een uitgangspunt. . .het MM zou dan niet een aspect va het kwantumverschijnsel zijn maar louter een aspect van de interactie met de detector. Met deze verklaring is het “probleem” opgelost: er is geen sprake van een causaliteit contradictie.

Voor de foton-tweeling in dit topic staat het kennelijk vast dat de fotonenergie gehalveerd wordt door het kristal omdat klaarblijkelijk de golflengte van de aankomende foton verdubbeld wordt in de splitsing (van 351,1 nm naar 702,2 nm en de frequentie gehalveerd word). Van een energieprobleem is dus geen sprake. De vraag nu is of de 2 nieuwe fotonen die gesteld worden op een of andere manier gekoppeld te zijn identificeerbaar anders dan wel identificeerbaar identiek zijn.

Fotonen hebben nog zo iets als een em-oriëntatie dat vanuit een polarisatietest aantoonbaar gemaakt kan worden. De vraag is of polarisatie van de 2 fotonen. . .of moet ik het foton-paar een 2-foton noemen?. . .bekend is. . . ik heb er voor zover ik kon opmaken niets over gelezen. Als vanuit de polarisatie vast gesteld kan worden dat ze onlosmakelijk al dan niet gekoppeld zijn ontstaat het enkele-gleuf patroon dan ook, in plaats van een interferentiepatroon, louter omdat er een detectieprocedure is uitgevoerd? Op een of andere manier moet de koppeling die er beweerd wordt te bestaan tussen de twee fotonen toch te kenmerken zijn?

[ Voor 4% gewijzigd door Verwijderd op 25-03-2007 06:11 ]

[Morgoth]

Confusion schreef op zaterdag 24 maart 2007 @ 16:17:
Je moet niet proberen quantummechanica te begrijpen middels klassieke analogieën. Dan lijken allerlei zaken mysterieus en diepzinnig, terwijl ze dat helemaal niet zijn. De natuur bestaat niet uit golven en de natuur bestaat niet uit deeltjes. De natuur bestaat uit dingen die geen van beide zijn, maar zich onder bepaalde omstandigheden laten beschrijven met vergelijkingen die lijken op die van klassieke golven of klassieke deeltjes.

Wat bedoel je met 'laten beschrijven'? Wat voor soort condities zijn dat? Wat zijn de criteria aan de hand waarvan je bepaald dat in omstandigheid x je beschrijving a gebruikt en in omstandigheid y je beschrijving b gebruikt?

[Confusion]

Morgoth schreef op zaterdag 31 maart 2007 @ 01:58:
Wat bedoel je met 'laten beschrijven'? Wat voor soort condities zijn dat? Wat zijn de criteria aan de hand waarvan je bepaald dat in omstandigheid x je beschrijving a gebruikt en in omstandigheid y je beschrijving b gebruikt?

Die condities zijn de randvoorwaarden van het systeem. Bijvoorbeeld: het electron begint met energie E₁. Het zit in een metalen doos met afmetingen x, y en z. De algemene vergelijkingen die een electron beschrijven, zijn voor alle energieen en alle afmetingen (waarschijnlijk niet helemaal waar, maar soit). Ze worden pas praktisch bruikbaar als je de randvoorwaarden (waaronder de begincondities) er in stopt.

De vergelijkingen die electronen of fotonen in hun algemeenheid beschrijven, veranderen door het 'invullen' van randvoorwaarden in vergelijkingen die een specifieke situatie goed beschrijven. Met 'beschrijven' bedoel ik dat de vergelijkingen de (veranderingen in de) waarneembare grootheden van zo'n systeem (zoals de bewegingsrichting van de electronen, de energie van de electronen), goed voorspellen.

Afhankelijk van de randvoorwaarden kan de resulterende beschrijving lijken op de beschrijving van een klassiek deeltje of lijken op de beschrijving van een klassieke golf. Maar in beide gevallen is de oorspronkelijke onderliggende vergelijking hetzelfde.

In bijvoorbeeld experimenteel werk op het gebied van de nanotechnologie dienen de klassieke beschrijvingen alleen als heuristiek om te bedenken hoe een systeem zich zal gedragen. Je kan vantevoren bepalen waar het gedrag waarschijnlijk het meest op zal lijken en aangezien we een goede intuitie voor het gedrag van 'de klassieke wereld' hebben, kan dat heel zinvol zijn om te bedenken wat er uit je experiment zou moeten komen. Maar als je er geheel op vertrouwd, kom je telkens weer bedrogen uit, omdat je altijd 'de ander' ook nog mee moet nemen. En daarmee ben je er ook nog niet, omdat de quantummechanische wereld verschijnselen vertoont die zich niet laten raden uit het gebruiken van die gezichtspunten als heuristiek.

[Bozozo]

Voor wie hem nog niet kent: [url=http://en.wikipedia.org/wiki/Schr%C3%B6dinger's_cat]Schrödingers Kat[/url] is een leuke beschrijving van het idee dat 'de waarneming het verschijnsel beïnvloedt'.

Lees ook even deze leuke quotes van beroemde wetenschappers die zich met quantumtheorie hebben beziggehouden. Verschijselen als tunneling, quantum entaglement, 720 graden symmetrie (etc etc) kun je hoogstens met wiskundige modellen beschrijven; echt begrijpen wat er gebeurt doet waarschijnlijk geen mens.

Ik geloof dat het falen van een één-foton interferentie-experiment te maken heeft met de Heisenberg relatie, maar dat weet ik niet zeker.

[0rbit]

De fotonen kiezen dus blijkbaar een pad, of de ene, of de andere spleet! En daarbij weten ze blijkbaar van elkaar welke kant de andere heeft genomen, want anders zou je het interferentiepatroon niet krijgen.

En wat nou als ze gewoon de helft van de tijd de ene en de andere helft van de tijd de andere spleet kiezen?

[- J.W. -]

Mr_Atheist schreef op maandag 02 april 2007 @ 14:14:
[...]


En wat nou als ze gewoon de helft van de tijd de ene en de andere helft van de tijd de andere spleet kiezen?

Dan zou je dus geen interferentie patroon krijgen...

In de quantumtheorie worden deze fenomen beschreven met golffuncties (kansverdelingen) en bij meting "collapsed" deze golffunctie tot een exacte bepaling (een delta "functie").
Als er geen meting gedaan wordt, wordt het deeltje dus beschreven door een golffunctie en deze interfereert met zichzelf in het genoemde experiment.

Als je hier wat over nadenkt is dit extreem vreemd, maar zo "werkt" het nou eenmaal

[ Voor 35% gewijzigd door - J.W. - op 02-04-2007 18:02 ]

[Fr0zenFlame]

Ik ben helemaal nieuw op dit gebied, maar vind het ook mateloos interessant, zoals ik alle technieken interessant vind. Ik heb ook het hele topic door gelezen inc bronnen, en ga dit ook blijven volgen.

Wat betreft het "zelf bewustzijn van de potons"?
Waarschijnlijk een loze opmerking, maar toch vraag ik me af hoe z'n foton dan geobserveerd wordt? Ja met een "time-lapse photo", maar werkt deze met of onder uitgezonden licht, of werkt deze puur op het ontvangen van licht? Want zou het bij het eventueel uitzenden van licht bij het maken van de foto, niet het patroon kunnen opheffen zoals ook het geval is bij dit >>



waardoor er dus geen zichtbaar patroon is en dus ook geen mogelijkheid tot observeren en zo dus het zogenaamde "zelf bewust zijn" creëren?

Ik zal het waarschijnlijk wel fout hebben, maar toch wil ik het graag weten ^^

[Bozozo]

Je kunt het interferentiepatroon gewoon op lichtgevoelige electronica laten vallen. Als je electronica gevoelig genoeg is kun je zelfs enkele fotonen registreren. Door het aantal opgevangen fotonen gedurende een tijdsperiode te integreren (domweg optellen) verkrijg je een interferentiepatroon. Tenzij je hebt gemeten door welke spleet het foton is gegaan natuurlijk

Het waarnemen van het foton tijdens zijn reis is moeilijker. Ik heb geen flauw idee hoe je dat zou kunnen doen zonder het foton te beïnvloeden. Volgens mij verdwijnt daarom ook het interferentiepatroon, maar dat zou je moeten opzoeken.

[- J.W. -]

Wat je gaat zien kun je vrij makkelijk beredeneren (vanuit de theorie dan, niet op logica om ons heen).

Je begint met een kansverdeling waar een deeltje zich bevindt. Op het moment dat je een deeltje lokaliseert (meet) zit hij daar echt, daarna zal de kansverdeling zich weer 'langzaam' uitstrekken.

Dus je schrijft gewoon op wat je weet op een bepaald moment en bekijkt hoe de kansverdeling zich in de loop van de tijd zal ontwikkelen, als je dan na een bepaalde tijd metingen doet zul je die kansverdeling gaan zien (als je hetzelfde experiment een aantal keer herhaalt uiteraard).

[Confusion]

Bozozo schreef op woensdag 04 april 2007 @ 13:18:
Ik heb geen flauw idee hoe je dat zou kunnen doen zonder het foton te beïnvloeden. Volgens mij verdwijnt daarom ook het interferentiepatroon, maar dat zou je moeten opzoeken.

Dan verdwijnt inderdaad het interferentiepatroon. Als er een manier ontstaat is waarop uitgevonden kan worden welk foton op welk moment door welke spleet gaat, dan verdwijnt het interferentiepatroon. Belangrijk om op te merken is hierbij dat het energieverlies zo minimaal kan zijn, dat de verandering van het patroon daar onmogelijk mee verklaart kan worden. Het is zuiver het feit dat de spleet achterhaald kan worden wat er voor zorgt dat het patroon verdwijnt.

[Verwijderd]

Confusion schreef op woensdag 04 april 2007 @ 15:00:
[...]

Dan verdwijnt inderdaad het interferentiepatroon. Als er een manier ontstaat is waarop uitgevonden kan worden welk foton op welk moment door welke spleet gaat, dan verdwijnt het interferentiepatroon. Belangrijk om op te merken is hierbij dat het energieverlies zo minimaal kan zijn, dat de verandering van het patroon daar onmogelijk mee verklaart kan worden. Het is zuiver het feit dat de spleet achterhaald kan worden wat er voor zorgt dat het patroon verdwijnt.

Als leek op dit gebied wil ik een paar opmerkingen maken. De discussie hierboven lijkt nog steeds heen en weer te slingeren tussen het gedrag van een foton als deeltje, als golf of als een kansverdeling. Vanuit alles wat ik op dit gebied gelezen heb en op het FOM in Nieuwegein met mensen daar besproken heb zijn deze modellen allemaal nogal beperkt om dat een "juist" model van een foton niet bestaat. Dat een foton een ruimtelijke distributie heeft lijkt inmiddels wel zo, maar als je twee spleten (of twee gaatjes) waar de foton op afgestuurd wordt 10 meter uit elkaar staan zal er weinig of geen sprake zijn dat de foton kan kiezen en het richten van de foton om het door een van de twee gaatje te krijgen wordt dan onderdeel van het experiment. Je zou dan de een scan moeten maken door fotonen van links naar rechts af te vuren en het patroon op de "muur” er achter vast leggen. . .je krijgt dan twee patronen van een enkel-gat experiment. Als je dan 1 gat dicht plakt verwacht ik niet dat het patroon achter het andere gat merkbaar zal veranderen. Het is nog steeds argumenteerbaar dat er een link bestaat tussen de twee gaten omdat de ruimtelijke structuur van het open gat veranderd is naar een dichtgeplakte gat, maar goed, dat is speculatie over mogelijkheden.

Nu worden de gaten steeds dichter bij elkaar gezet en het experiment herhaald, elke keer met twee gaten open en dan met een gat dicht. Met de theorie dat de een foton kan "merken" of er een gat al dan niet dicht zit en daardoor het interferentiepatroon al dan niet laat verdwijnen/veranderen zou op een gegeven moment aantoonbaar worden: op welke afstand van de gaten ontstaat het effect dat de foton "merkt" dat het rechts gat dicht zit als het op het linkse gat afgeschoten wordt (dit is de doelstelling van het experiment)? Misschien is een dergelijk experiment ooit uitgevoerd. . .ik heb er niet iets over gehoord. Een dergelijk experiment zou in elk geval antwoord geven op de vraag over de ruimtelijke distributie van een foton en dat het vanwege deze ruimtelijke distributie het eenvoudigweg merkt dat er een gat dicht of open is. . .net zoals als een groep mensen kan zien of er bij een winkel 2 deuren of 1 deur open staan om binnen te komen. Die mensen zien dat gewoon en gaan zich al naar gelang er 1 of 2 deuren open staan daar naar gedragen. Een foton dat wellicht binnen een bepaalde richtlijn van de bron ook kunnen doen zodra da ie het ruimtelijke "constructiepatroon" van de gaten in het materiaal "voelt".

Als nu de gaatjes zeer dicht bij elkaar komen en het bovengenoemde een realiteit is dan is het logisch dat dit effect steeds sterker wordt naarmate de gaten dichter op elkaar zitten. . .er kunnen zich dan bijoorbeeld twee effecten voordoen die overlappend werken:

1. Op een gegeven moment staan de gaatjes zo dicht op elkaar dat het richten van de fotonbron niet meer nodig is. . .de twee gaten zitten dan binnen de richtnauwkeurigheid en de twee gaten worden dan 1 gat, voor zover het vanuit de fotonbron van belang is;

2. Op een gegeven moment wordt de ruimtelijke distributie van een foton zo groot in verhouding tot de afstand van de gaten dat er geen sprake is van "kiezen". . . een beetje vergelijkbaar met het persen van een beetje water door de 30 gaatjes in een knoflookpers: het gaat door alle gaatjes tegelijk en of je er nu een paar dicht gooit of niet maak niet uit van uit het perspectief van de vraag welk gaatje het water kiest: het gaat eenvoudigweg door alle openstaande gaatjes tegelijk en van “kiezen” is geen sprake. Vanuit een vloeistofstroming perspectief is het dan nog steeds mogelijk om aan de uitlaat van de knoflookpers een stromingpatroon te zien dat afhankelijk is van welke gaatjes open waren maar de vraag hoe het water de gaatjes "kiest" is zinloos.

Ik vermoed dat het voor een foton niet anders is. . .een foton heeft kennelijk een zodanige ruimtelijke distributie dat het zich door de beschikbare gaatjes wurmt zonder zijn hoedanigheid als foton te verliezen. . .symbolisch zou je kunnen zeggen dat de foton niet kiest maar eenvoudig weg door twee gaten tegelijk gaat. . .het splits zich misschien wel op, maar zonder in dit geval twee fotonen te worden, zoals ook een druppel water dat door twee gaten tegelijk stroomt dit kan zonder twee afzonderlijke druppels te worden. Hierbij komt nog de vraag hoe de foton een interactie aangaat met het materiaal waarin de gaten zitten, maar daar ga ik even niet op in (anders wordt dit een lange vraag ).

Met deze gedachte is het goed mogelijk om het veranderen van het interferentie patroon te verklaren: het is met dit model niet nodig dat de foton "weet" dat de onderzoeker een gaatje dicht gemaakt heeft. De foton “ziet” vanzelf dat het gaatje dicht zit omdat het vanuit zijn ruimtelijke structuur dit merkt, en het interferentiepatroon veranderd omdat de foton maar door 1 gat kan.

Tot hoever is een model van een foton op basis van deze gedachte al dan niet in lijn met observaties?

In het geval dat er een foton in tweeën gesplitst wordt in een kristal en op kilometers afstand van elkaar en terug in tijd kan "weten" dat er ergens een meting op de "tweelingbroer" verricht wordt is me alsnog een raadsel waar ik geen raad mee weet. Ik vind het nog even te voorbarig om te aanvaarden dat van de “tweeling foton” de "een" op afstand van kilometers de "ander" terug in tijd kan beïnvloeden.

[Bozozo]

Ik vond net een leuke uitleg van de onzekerheidsrelatie van Heisenberg

Een foton is te beschrijven als een golfpakketje; zie de linker helft van dit plaatje. Zo'n golfpakketje kun je zelf namaken: twee mensen houden een lang touw tussen zich in. Als nu persoon 1 met zijn arm gaat bewegen, dan kan hij golfpakketjes naar persoon 2 sturen. Voor de duidelijkheid moet je je even inbeelden dat persoon 1 dusdanig handig is het het touw dat hij golfpakketjes kan maken zoals in het genoemde plaatje.

Er worden nu twee verschillende golfpakketjes verstuurd:

Stel jezelf nu deze vragen:
- Waar bevindt zich het foton?
- Wat is de golflengte van het foton?

Zoals je merkt zorgt een langere golfbeweging voor een duidelijk gedefinieerde golflengte, maar gaat dat ten koste van de positiebepaling. Deze trade-off is onoverkomelijk.

Je gaat nu bij een double-slit interferentie-experiment meten door welke spleet een foton reist. Om dat te kunnen weten moet je de positie van het foton vaststellen met als maximale onzekerheid de afstand tussen de spleten. Als je dat doet, wordt de golflengte van het licht dusdanig ongedefinieerd dat er geen interferentie meer plaatsvindt. Interferentie vindt over een bepaalde lengte immers alleen plaats aan licht met dezelfde golflengte.


Desondanks blijft het voor mij onbegrijpelijk dat je de eigenschappen van het foton alleen waarneemt en niet wijzigt, en dat er toch iets gebeurt met de uitkomst van de meting

[Confusion]

Verwijderd schreef op woensdag 04 april 2007 @ 18:36:
Vanuit alles wat ik op dit gebied gelezen heb en op het FOM in Nieuwegein met mensen daar besproken heb zijn deze modellen allemaal nogal beperkt om dat een "juist" model van een foton niet bestaat.

Er is een beschrijving die 'juister' is dan de golf- of deeltjesbeschrijving: de quantum-elektro-dynamische beschrjiving, die, afhankelijk van de randvoorwaarden van het experiment, een beschrijving kan geven die lijkt op de beschrijving van klassieke deeltjes of een beschrijving kan geven die lijkt op die van klassieke golven (of een beschrijving die eigenlijk op geen beide lijkt, maar waar men aan leken toch middels de vorige twee klassieke analogieen een uitleg probeert te geven).

Het twee spleten experiment kan prima wiskundig beschreven worden en de beschrijving komt overeen met de waarnemingen. Dat betekent niet dat we ook een verklaring hebben, want wiskunde verklaart niets.

Bozozo schreef op woensdag 04 april 2007 @ 20:37:
Desondanks blijft het voor mij onbegrijpelijk dat je de eigenschappen van het foton alleen waarneemt en niet wijzigt, en dat er toch iets gebeurt met de uitkomst van de meting

Dat is ook niet zo. Er is altijd een wijziging in de eigenschappen van het foton nodig, anders kan je niet weten dat er ergens een foton aanwezig was. Niettemin kan je het experiment op zo'n manier uitvoeren dat je de eigenschappen van het foton nauwelijks beinvloedt.

[ Voor 46% gewijzigd door Confusion op 04-04-2007 22:11 ]

[Verwijderd]

Hmm... Best interessant eigenlijk. Dus als ik het goed begrijp is puur en alleen het meten van de ene helft van de verstrengelde deeltjes de reden dat bij de andere helft het interferentiepatroon verdwijnt.

Klopt het nu echt dat dit instantaan gebeurt? Met andere woorden "weten" de deeltjes instantaan dat hun verstrengelde broertjes en zusjes gemeten worden? En als dat zo is, kan je daarmee dan geen informatie sneller dan de lichtsnelheid versturen? Al is het alleen al de informatie dat je besluit te gaan meten... Als dit wel/niet meten instantaan een interferentiepatroon kan laten verdwijnen/verschijnen, dan kan je toch in een soort van morse-code berichten versturen? Hoe zit dit?

[Verwijderd]

Ja dat klopt, het is precies zoals je het beschrijft. Alleen gaat het waarschijnlijk niet werken om informatie sneller dan het licht te versturen.

Zie ook: http://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_entanglement

De praktische applicatie is trouwens veel beter om het afluisteren van de lijn te voorkomen (doordat het direct gedetecteerd kan worden) als het versturen van informatie sneller dan het licht. Immers kunnen we gemakkelijk en goedkoop informatie versturen met de snelheid van het licht, maar het verwerken en aanmaken van die data gaat vaak niet zo snel.

Totdat we dus ook daadwerklijk informatie op zo'n snelheid kunnen aanmaken en verwerken zal het niet nodig zijn dure trucs uit te halen om informatie sneller dan het licht te versturen.

[Verwijderd]

Oke, ik heb is de bron gelezen:

-Eerste conclusie, de auteur heeft wel wat bellen horen rinkelen, maar weet niet waar de klepels hangen. Op diverse plaatsen wordt gewoon pijnlijk duidelijk dat hij niet weet waar hij het over heeft. (Zo hoeft een coincidentie opstelling niet gelijktijdige gebeurtenissen aan elkaar te linken. Iedereen de wel eens met zo'n opstelling heeft gewerkt (de meeste natuurkunde studenten dus) weet dat omdat in veel gevallen de padlengte van je deeltjes/pulsen/whatever verschilt je een delay in je electronica moet inbouwen om de juiste infromatie aan elkaar te koppelen.)

-Het onderzoek anzich is wel serieus te nemen. Ik heb al eerder interviews met de heer Cramer gelezen over dit experiment. (heb echter nog geen resultaten gezien van zijn onderzoek.) Het lijkt een serieus fysicus aan een serieuse universiteit (hoewel er overal ook crackpots rondlopen) en het idee lijkt OK. Hoewel ik nog niet echter door heb wat er precies quantum mechanische aan de hand is.

[Verwijderd]

@Trias:

Jammer dat je het hele topic niet gelezen hebt....

Volgens mij waren we er al uit dat het behoorlijke onzin is, al was het maar omdat de afstanden die afgelegd moeten worden niet gelijk zijn en daardoor de hele boel om zeep wordt geholpen.

[Verwijderd]

Verwijderd schreef op dinsdag 10 april 2007 @ 03:46:
@Trias:

Jammer dat je het hele topic niet gelezen hebt....

Volgens mij waren we er al uit dat het behoorlijke onzin is, al was het maar omdat de afstanden die afgelegd moeten worden niet gelijk zijn en daardoor de hele boel om zeep wordt geholpen.

Ik het meeste al gelezen. (alleen had ik jouw linkjes nog niet door gespit wordt.

Overigens wil ik je erop wijzen dat je beredering dat het niet kan kloppen omdat de afstanden niet gelijk zijn een cirkel redering bevat. Of in ieder geval leunt je argument heel sterk op de aanname dat tijdsverloop een eenduidig beeld geeft. Dit is juist het principe dat omzeep geholpen wordt als het mogelijk is om informatie sneller dan het licht te versturen.

Dus valt jou redenering te paraphraseren als: dit is onzin want je kan geen informatie sneller dan het licht versturen.

Of om een bezwaar te maken dat zelfs in de standaard 20e eeuwse natuurkunde volledig op zijn plaats is: Als je de twee fotonen in exact tegen overgestelde richtingen stuurt dan is de minkowski afstand tussen de twee metingen ruimteachtig. Dit impliceert dat de volgorde van de metingen niet eenduidig bepaald is, maar afhangt van je inertiaal stelsel.

Oftewel het afstandverschil argument heeft geen zin.

Je eerste link laat niet zien dat het voorstel onzin is. (Het geeft echter wel een aantal van de bekende goede argumenten, waarom tijdrijzen tot logische tegenstellingen leidt en dus niet mogelijk zou moeten zijn in het algemeen.)

De tweede link is tamelijk incoherent (er worden verschillende aspecten van het experiment door elkaar heen besproken). Er wordt echter wel een argument genoemd dat een mogelijk probleem in het experiment aangeeft. Volgens jou link komt het experiment neer op dat het mogelijk zou zijn om controlle uit te oefenen op de collaps van de golffunctie iets dat volgens een stelling van Von Neuman onmogelijk is.

Dit lijkt me een goed argument, als het inderdaad klopt dat de interpretatie van het experiment inderdaad er op neer komt dat je de collaps stuurt. (Dit is mij echter nog niet duidelijk, het lijkt er volgens mij namelijk op dat verschuiving van de lens je alleen maar bepaalt wat je meet.)

Ik ben het er in iedergeval mee eens dat het gebruik van de coincidentie schakeling om de ruis te verminderen mogelijk ongewenste effecten oplevert. (Namelijk dit je hiermee mogelijk meer wegfiltered dan je in feiten zou willen.)

[Verwijderd]

[10-04-07
Het is dinsdag. . .tijd om taan de slag te gaan.
Ik heb de vakantie overleefd

De slimme jongens bij het FOM wisten dit volgend mij al toen ze daar jaren geleden gingen werken om verder onderzoek te plegen op allerlei kwantumgebieden en nu nog op hun hoofd krabben over bepaalde zaken. Die gozers zijn de eerste om zich op het onbekende te richten en te zeggen: dit en dat weten we nog niet en morgen ontdekken we weer iets dat we niet wisten. Ze nemen geen genoegen om te zeggen: Oh wel, het qed model geeft ons een beetje inzicht en verklaart de observatie, dus houden we gedeisd en denken maar niet verder. Als ik refereer naar het feit dat alle modellen die men nu hanteert om een poging te doen om een nooit eerder waargenomen koe bij de horens te vatten (als het een koe zou zijn en als ie horens zou hebben) wat voeg je er dan aan toe om te zeggen dat de "qed beschrijving" beter is? Uiteraard is the qed beschrijving al meegenomen in wat "men" tegenwoordig gebruikt, ook al weet ik er inhoudelijk weinig van. Je ging niet in op het experiment dat ik beschreef en de impliciete vraag of een dergelijk experiment, of iets vergelijkbaars, ooit uitgevoerd is. Ik weet het nog steeds niet. . .ondanks het feit dat ik geen huisvrouw ben

Het twee spleten experiment kan prima wiskundig beschreven worden en de beschrijving komt overeen met de waarnemingen. Dat betekent niet dat we ook een verklaring hebben, want wiskunde verklaart niets.

Nou en? Ik krab nu even op mijn hoofd. . . ik denk niet dat dat een reactie is op mijn gedachten over hoe fotonen op spleten reageren en mijn veronderstelling dat fotonen niet hoeven te kiezen als ze (1 voor 1) op een aantal “gaatjes” afstormen. Een toelichting naar mijn mening gaf je ook niet. Wat ik voorstelde heeft eigenlijk niets met wiskunde te maken.

Heb je (of iemand) een idee wat het resultaat zou zijn van een experiment van het soort waar ik naar refereerde, of weet je wie zo'n experiment heeft uitgevoerd?

Daar ben ik benieuwd naar.

[- J.W. -]

Verwijderd schreef op dinsdag 10 april 2007 @ 10:05:
Heb je (of iemand) een idee wat het resultaat zou zijn van een experiment van het soort waar ik naar refereerde, of weet je wie zo'n experiment heeft uitgevoerd?

Dat is een niet relevant experiment, in de zin dat je de antwoorden gewoon kunt opschrijven.

Het patroon (kansverdeling) is gewoon een functie van waar je het foton heenschiet (dus de beginconditie) en de afstand tussen de spleten. Hoe ver je die spleten ook uit elkaar zult doen, de kans dat hij door de andere spleet heengaat zal niet 0 zijn.

Dat verhaal over die koe en die horens is niet van toepassing, de gewone quantumtheorie werkt uitstekend in zulk soort experimenten.

Wat je dan verder voor interpretatie/mechanisme aan die uitkomsten geeft, da's heel lastig, het is gewoon niet 'normaal'.

Om nog even op jouw interpretatie in te gaan: je beschrijft nu enkel de golfeigenschap (mbv de analogie met water), deze verklaart het patroon, maar je negeert nu de deeltjeseigenschappen van fotonen en is derhalve niet volledig.

[ Voor 25% gewijzigd door - J.W. - op 10-04-2007 13:16 ]

[Verwijderd]

Verwijderd schreef op dinsdag 10 april 2007 @ 02:39:
Ja dat klopt, het is precies zoals je het beschrijft. Alleen gaat het waarschijnlijk niet werken om informatie sneller dan het licht te versturen.

Zie ook: http://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_entanglement

De praktische applicatie is trouwens veel beter om het afluisteren van de lijn te voorkomen (doordat het direct gedetecteerd kan worden) als het versturen van informatie sneller dan het licht. Immers kunnen we gemakkelijk en goedkoop informatie versturen met de snelheid van het licht, maar het verwerken en aanmaken van die data gaat vaak niet zo snel.

Totdat we dus ook daadwerklijk informatie op zo'n snelheid kunnen aanmaken en verwerken zal het niet nodig zijn dure trucs uit te halen om informatie sneller dan het licht te versturen.

Nee... Als het iemand lukt om informatie sneller dan het licht te versturen, dan heb je een peiler onder de moderne natuurkunde weggeblazen. Voor zulk soort "onnodige dure trucs" worden Nobelprijzen uitgedeeld. Geloof mij maar, informatie die sneller reist dan de lichtsnelheid zou een weergaloze ontdekking zijn.

Daarom geloof ik het ook eigenlijk niet... Maar wat klopt er dan niet aan de volgende redenering:

Je maakt een bundel fotonen. Vervolgens deel je deze op in twee bundels waarvan ieder foton in de ene bundel verstrengeld is met een foton in de andere. Vervolgens maak je met de ene bundel een interferentiepatroon dat verdwijnt / verschijnt op het moment dat je de andere bundel meet. Vanwege de quantumverstrengeling is de beinvloeding dan instantaan. Dat betekent dat je bijvoorbeeld in morse code kunt meten (lang, kort, lang etc.) en dat deze boodschap instantaan aan de andere kant verschijnt.

Wat klopt hier niet, want deze redenering is gewoon te eenvoudig om eventjes in strijd te zijn met de moderne quantummechanica...

[- J.W. -]

Verwijderd schreef op dinsdag 10 april 2007 @ 15:52:
[...]
Wat klopt hier niet, want deze redenering is gewoon te eenvoudig om eventjes in strijd te zijn met de moderne quantummechanica...

Klik

[Verwijderd]

Oke, even voor de mensen die te lui zijn om te klikken (en voor hen die te lui zijn om het hele stukje te lezen terwijl alleen de laatste alinea van belang is):

Quantum mechanics
Current physical theories incorporate the upper limit on propagation of interaction as one of their basic building blocks, hence ruling out instantaneous action-at-a-distance. While a naïve interpretation of quantum mechanics appears to imply the ability to send signals faster than the speed of light, careful reasoning about these cases shows that no physical signals are actually being sent. Einstein coined the term "spooky action at a distance" to describe these situations, which exhibit quantum entanglement. Relativistic quantum field theory requires interactions to propagate at less than the speed of light, so quantum entanglement cannot be used for faster-than-light-speed propagation of matter, energy, or information. However, it must be understood that a change to one entangled particle does indeed affect the other instantaneously, but this is only known after the experiment is performed and notes are compared, therefore there is no way to actually send information faster than the speed of light. Einstein could not believe this, and therefore he proposed, along with Boris Podolsky and Nathan Rosen, a thought experiment called the EPR paradox. John Bell derived an inequality that showed a testable difference between the predictions of quantum mechanics and local hidden variables theories. Experiments testing Bell-type inequalities in situations analogous to EPR's thought experiments have been consistent with the predictions of quantum mechanics, giving strong evidence for nonlocality.

En hier staat dus gewoon precies wat ik niet snap... Waarom kan je pas na het experiment (after notes are compared) zien dat er sprake was van "instantane beinvloeding"? Waarom zie je niet al tijdens het experiment een interferentiepatroon verdwijnen, als de verstrengelde deeltjes aan de andere kant gemeten worden?

Volgens mij is het gewoon een stukje quantummechanica (of interpretatie daarvan) dat ik niet snap...

[Verwijderd]

Hmm... Misschien is het wel zogenaamde "quantum decoherence" wat ik niet begrijp...

Ik heb een stukje gelezen over de Einstein Podolsky Rosen paradox. Quantummechanica heeft nogal wat "vreemde aspecten" (het wikipedia artikel spreekt van quantum weirdness). Vooral het feit dat verstrengelde deeltjes elkaar instantaan beinvloeden (door Einstein "spooky action at a distance" genoemd) doet nogal vreemd aan. Na dit stukje gelezen te hebben:

In recent years, however, doubt has been cast on EPR's conclusion due to developments in understanding locality and especially quantum decoherence. The word locality has several different meanings in physics. For example, in quantum field theory "locality" means that quantum fields at different points of space do not interact with one another. However, quantum field theories that are "local" in this sense appear to violate the principle of locality as defined by EPR, but they nevertheless do not violate locality in a more general sense. Wavefunction collapse can be viewed as an epiphenomenon of quantum decoherence, which in turn is nothing more than an effect of the underlying local time evolution of the wavefunction of a system and all of its environment. Since the underlying behaviour doesn't violate local causality it follows that neither does the additional effect of wavefunction collapse, whether real or apparent. Therefore, as outlined in the example above, the EPR experiment (nor any quantum experiment) does not demonstrate that Faster-than-light signaling is possible.

Blijkt dat de oorzaak van de verwarring wel eens in zogenaamde Quantum decoherence kan liggen.

Quantum decoherence
From Wikipedia, the free encyclopedia
Jump to: navigation, search
In quantum mechanics, quantum decoherence is the mechanism by which quantum systems interact with their environments to exhibit probabilistically additive behavior - a feature of classical physics - and give the appearance of wavefunction collapse. Decoherence occurs when a system interacts with its environment, or any complex external system, in such a thermodynamically irreversible way that ensures different elements in the quantum superposition of the system+environment's wavefunction can no longer interfere with each other.

Decoherence does not provide a mechanism for the actual wave function collapse; rather it provides a mechanism for the appearance of wavefunction collapse. The quantum nature of the system is simply "leaked" into the environment so that a total superposition of the wavefunction still exists, but exists beyond the realm of measurement.

Decoherence represents a major problem for the practical realization of quantum computers, since these heavily rely on the undisturbed evolution of quantum coherences.

Dus als ik het goed begrijp klappen golffuncties eigenlijk nooit in elkaar. Veel eerder is er sprake van een ingewikkelde samengestelde toestand als er veel interactie is met de buitenwereld (dus ook als er gemeten wordt). Het instorten van de golffunctie is niet veel meer dan een "epiphenomeen" (een soort bijkomend toevallig extraatje, niets bijzonders hoor).

Maar hoe zit het dan nu? Storten die golffuncties nu in elkaar en laat dit proces op een spectaculaire wijze interferentiepatronen verdwijnen of is dit allemaal maar schijn?

Hoogst onduidelijk allemaal...

[Confusion]

De onduidelijkheid komt voort uit het missen van een essentieel stukje van dit experimenten. Om het uit te leggen neem ik als voorbeeld even fotonen. Fotonen hebben een quantummechanische spin die bij meting twee waarden aan kan nemen: +1 en -1. Een foton kan echter in een toestand gebracht worden waarin de spin een samengestelde van de +1 en de -1 toestand is. Fotonen in die toestand leveren bijvoorbeeld 1/4 van alle metingen +1 op, terwijl ze de overige 3/4 van de metingen -1 opleveren.

Stel, we beschouwen een paar verstrengelde fotonen, waarbij de verstrengelde eigenschap de spin is. In zo'n situatie zitten fotonen altijd in een samengestelde situatie en geldt voor ieder foton dat het meten van de spin de helft van de tijd +1 oplevert en de helft van de tijd -1. Maar: ze zijn verstrengeld. Daardoor geldt de extra eigenschap dat als meting aan het ene foton +1 oplevert, meting aan het andere foton altijd -1 oplevert.

Stel de fotonen ontstaan ergens in de ruimte en bewegen tegenovergestelde kanten op. Een lichtjaar verder meten we de spin van het ene foton. Daar komt -1 uit. Dan weten we zeker dat het andere foton, dan inmiddels twee lichtjaar ver weg is, op dat moment een spin van +1 heeft, ook als je het een milliseconde later meet en deze 'informatie' zich dus sneller dan het licht moet verplaatsen. Maar de vraag is: is het informatie? En het antwoord is: nee. Je weet niet vantevoren wat je gaat meten, je kan niet bepalen wat je gaat meten en dus kan je de toestand, +1 of -1, niet met bits laten corresponderen. Dat is in al deze experimenten zo.

[Verwijderd]

Confusion schreef op dinsdag 10 april 2007 @ 17:30:
De onduidelijkheid komt voort uit het missen van een essentieel stukje van dit experimenten. Om het uit te leggen neem ik als voorbeeld even fotonen. Fotonen hebben een quantummechanische spin die bij meting twee waarden aan kan nemen: +1 en -1. Een foton kan echter in een toestand gebracht worden waarin de spin een samengestelde van de +1 en de -1 toestand is. Fotonen in die toestand leveren bijvoorbeeld 1/4 van alle metingen +1 op, terwijl ze de overige 3/4 van de metingen -1 opleveren.

Stel, we beschouwen een paar verstrengelde fotonen, waarbij de verstrengelde eigenschap de spin is. In zo'n situatie zitten fotonen altijd in een samengestelde situatie en geldt voor ieder foton dat het meten van de spin de helft van de tijd +1 oplevert en de helft van de tijd -1. Maar: ze zijn verstrengeld. Daardoor geldt de extra eigenschap dat als meting aan het ene foton +1 oplevert, meting aan het andere foton altijd -1 oplevert.

Stel de fotonen ontstaan ergens in de ruimte en bewegen tegenovergestelde kanten op. Een lichtjaar verder meten we de spin van het ene foton. Daar komt -1 uit. Dan weten we zeker dat het andere foton, dan inmiddels twee lichtjaar ver weg is, op dat moment een spin van +1 heeft, ook als je het een milliseconde later meet en deze 'informatie' zich dus sneller dan het licht moet verplaatsen. Maar de vraag is: is het informatie? En het antwoord is: nee. Je weet niet vantevoren wat je gaat meten, je kan niet bepalen wat je gaat meten en dus kan je de toestand, +1 of -1, niet met bits laten corresponderen. Dat is in al deze experimenten zo.

Dat begrijp ik. Dat is ook niet het punt van verwarring. Ik begrijp best dat je niet een 1 of een -1 op die manier kan communiceren, maar waarom kan je niet "het laten verdwijnen van een interferentiepatron" communiceren? Of beter nog, een afwisselend laten verschijnen en weer verdwijnen van een interferentiepatroon in morse code!

Dit "verdwijnen van het interferentiepatroon" is precies wat gepaard gaat met het meten, oftewel met het instorten van de golffunctie en dat kan je net zo goed bij de verstrengelde "broertjes en zusjes" doen op weet ik hoeveel lichtjaren afstand! Stel je voor, je kan instantaan op afstand iets laten verdwijnen! Nu, als dat geen communiceren op afstand is, dan weet ik het niet meer...

[eamelink]

Verwijderd schreef op dinsdag 10 april 2007 @ 15:52:
Je maakt een bundel fotonen. Vervolgens deel je deze op in twee bundels waarvan ieder foton in de ene bundel verstrengeld is met een foton in de andere. Vervolgens maak je met de ene bundel een interferentiepatroon dat verdwijnt / verschijnt op het moment dat je de andere bundel meet.

Het interferentiepatroon bij A verdwijnt niet als je de entangled deeltjes bij B meet. Het enige dat je dan weet is de impuls van A, of de spin van A, of wat je ook gemeten hebt bij het entangled deeltje bij B. Het interferentiepatroon ontstaat echter als gevolg van een dubbelspleetexperiment op locatie A en dat kan gewoon blijven werken

[- J.W. -]

Vaak heeft het te maken met de eigentijd of moet je kijken of er uberhaupt informatie wordt doorgestuurd zoals confusion zegt.

Maar het ligt veel simpeler in jouw experiment: de posities zijn niet verstrengeld.
Dus als je aan de ene kant de posities meet en de andere kant niet dan zal die gewoon een interferentie patroon geven.

edit: hetzelfde als wat eamelink zegt

[ Voor 4% gewijzigd door - J.W. - op 10-04-2007 17:59 ]

[Verwijderd]

eamelink schreef op dinsdag 10 april 2007 @ 17:50:
Het interferentiepatroon bij A verdwijnt niet als je de entangled deeltjes bij B meet. Het enige dat je dan weet is de impuls van A, of de spin van A, of wat je ook gemeten hebt bij het entangled deeltje bij B. Het interferentiepatroon ontstaat echter als gevolg van een dubbelspleetexperiment op locatie A en dat kan gewoon blijven werken

Ja, klopt ja... Kan je dan niet op één of andere manier ook de plaats van het deeltje verstrengeld laten zijn?

[Dido]

eamelink schreef op dinsdag 10 april 2007 @ 17:50:
Het interferentiepatroon bij A verdwijnt niet als je de entangled deeltjes bij B meet. Het enige dat je dan weet is de impuls van A, of de spin van A, of wat je ook gemeten hebt bij het entangled deeltje bij B. Het interferentiepatroon ontstaat echter als gevolg van een dubbelspleetexperiment op locatie A en dat kan gewoon blijven werken

Dus het hele experiment uit de TS is bullshit en werkt helemaal niet? Ben ik er dit hele topic vanuit gegaan dat dat dus wel gebeurde

edit: de TS is vrij omvangrijk, maar ik zie daar een verhaal staan over twee lichtbundels, waarbij een meting op de ene een interferentiepatroon op een andere plaats laat verdwijnen.

Welk belangrijk onderdeel mis ik nou waardoor dit niet gebeurt als je de lichtbundels 180 graden uit elkaar richt en het interferentiepatroon en de stuurmeting op 2 lichtjaar van elkaar uitvoert?

[ Voor 24% gewijzigd door Dido op 10-04-2007 18:04 ]

[Verwijderd]

In de bron in de topic start wordt wel degelijk gesproken over een "nieuwe vorm van verstrengeling", die wel degelijk invloed heeft op de spleet waardoor de deeltjes gaan.

Crucial Breakthrough?

In 1998 Dirgit Dopfer published her PhD thesis in which she described the discovery of a new form of entanglement. It has long been known that photons in a double slit experiment will behave differently depending on whether or not observations are made on which slit they pass through. Dopfer's experiment showed that this change in behaviour from wave like to particle like is communicated to the entangled partner. This is a remarkable discovery.

Previously with polarisation entanglement used in experiments on the violation of the Bell Inequality, only the correlations between observations reveal the entangled connection. With this new form of entanglement, it makes it possible to directly test for super-luminal or instant communication between photons without the need for observers (usually named Alice and Bob) to confer by conventional means in order to confirm that information has been passed. More extraordinary still, it implies that retrocausal communication might be possible, to receive a message before it is sent.

Goed, je moet dus de rest van de bron lezen om te weten hoe die verstrengeling nu precies bedacht is. Overigens is de phd thesis van mevrouw Dirgit Dopfer waar dit alles op gebaseerd is al van 1998, vrij oud dus, maar wel met Anton Zeilinger (een beroemd physicus) als promotor. Het zal dus wel serieus onderzoek zijn geweest, maar niet met de spectaculaire uitkomsten (informatieoverdracht sneller dan het licht, tijdreisacties, schending van de causaliteit etc.) die de TS doet vermoeden. Aangezien het natuurlijk vreselijk lastig is precies te begrijpen wat de inhoud van dit promotieonderzoek is, vermoed ik dat iemand gewoon geprobeerd heeft een "shortcut" te nemen naar een paar (verkeerd geinterpreteerde) conclusies. Eigenlijk precies zoals de TS doet...

[Verwijderd]

Verwijderd schreef op dinsdag 10 april 2007 @ 19:34:
In de bron in de topic start wordt wel degelijk gesproken over een "nieuwe vorm van verstrengeling", die wel degelijk invloed heeft op de spleet waardoor de deeltjes gaan.


[...]


Goed, je moet dus de rest van de bron lezen om te weten hoe die verstrengeling nu precies bedacht is. Overigens is de phd thesis van mevrouw Dirgit Dopfer waar dit alles op gebaseerd is al van 1998, vrij oud dus, maar wel met Anton Zeilinger (een beroemd physicus) als promotor. Het zal dus wel serieus onderzoek zijn geweest, maar niet met de spectaculaire uitkomsten (informatieoverdracht sneller dan het licht, tijdreisacties, schending van de causaliteit etc.) die de TS doet vermoeden. Aangezien het natuurlijk vreselijk lastig is precies te begrijpen wat de inhoud van dit promotieonderzoek is, vermoed ik dat iemand gewoon geprobeerd heeft een "shortcut" te nemen naar een paar (verkeerd geinterpreteerde) conclusies. Eigenlijk precies zoals de TS doet...

We hadden echter al geconstateerd dat die bron niet weet waar hij het over heeft.

[Verwijderd]

Verwijderd schreef op dinsdag 10 april 2007 @ 17:58:
[...]

Ja, klopt ja... Kan je dan niet op één of andere manier ook de plaats van het deeltje verstrengeld laten zijn?

In het experiment uit de TS is het gene dat verstrengelt is de impuls van beide photonen. Het gene wat je uiteindelijk meet is de richting van deze impuls.

Maar het lijkt er op dat dit experiment dezelfde beperkingen kent als andere experimenten met verstrengelde deeltjes. (EPR achtige opstellingen) Het probleem is namelijk dat hoewel je kan bepalen wat je meet je geen invloed hebt op de uitkomst. Het gevolg is dat hoewel je met je meting vast zet wat de uitkomst aan de andere kant moet zijn, je aan de andere kant daar niets van ziet omdat je daar nog steeds niet weet wat de uitkomst was. En dus voor deze waarnemer is er effectief nog steeds een ensemble van mogelijke uitkomsten gebaseerd op de oorspronkelijke golf functie. (Je hebt een zogenaamde "mixed" of statistische toestand ipv de "pure" toestand die je had voor de meting. Het verschil is echter nogal subtiel)

Wat gebeurt er nou in het experiment van de TS. De crux zit hem daar in het meet van coincidentie. Dit is nodig omdat niet alle fotononen die uit het kristal komen verstrengeld zijn en dus niet allemaal meedoen aan het experiment. Het is wat dat betreft een ruis reducerende maatregel. De facto betekend het echter ook dat je de meting bij scherm B af laat hangen van de uitkomst op scherm A. Hierdoor lijkt het waarschijnlijk als of je de uitkomst van experiment A kan sturen, terwijl je slechts experimenten met een bepaalde uitkomst selecteerd.

[Confusion]

Verwijderd schreef op dinsdag 10 april 2007 @ 17:43:
Dat begrijp ik. Dat is ook niet het punt van verwarring. Ik begrijp best dat je niet een 1 of een -1 op die manier kan communiceren, maar waarom kan je niet "het laten verdwijnen van een interferentiepatron" communiceren?

Los van wat een aantal anderen anderen hierboven over dit bewuste experiment zeggen, kan je hier ook een bewijs uit het ongerijmde op loslaten: er zijn heel veel varianten van het EPR experiment bekend en in alle gevallen is het zo dat er geen informatie sneller dan het licht wordt overgedragen. Er zit in deze opstelling niets bijzonders aan onderdelen of methoden, niets dat niet in andere experimenten ook voorkomt. Derhalve is ook van deze opstelling niets bijzonders te verwachten. Een zó duidelijk waarneembare doorbraak, op een dergelijk fundamenteel niveau, zou allang in een eerder experiment aan het licht zijn gekomen.

[Verwijderd]

Confusion schreef op dinsdag 10 april 2007 @ 20:54:
[...]

Los van wat een aantal anderen anderen hierboven over dit bewuste experiment zeggen, kan je hier ook een bewijs uit het ongerijmde op loslaten: er zijn heel veel varianten van het EPR experiment bekend en in alle gevallen is het zo dat er geen informatie sneller dan het licht wordt overgedragen. Er zit in deze opstelling niets bijzonders aan onderdelen of methoden, niets dat niet in andere experimenten ook voorkomt. Derhalve is ook van deze opstelling niets bijzonders te verwachten. Een zó duidelijk waarneembare doorbraak, op een dergelijk fundamenteel niveau, zou allang in een eerder experiment aan het licht zijn gekomen.

Op dit punt ben ik het niet met je eens. Naar mijn weten zijn er in het verleden weinig experimenten uitgevoerd waarin EPR-achtige situaties bekeken zijn waarin de observabelen leefden op een oneindigdimensionale hilbert ruimte. Aandacht is meestal uit gegaan naar spin systemen, omdat deze zich veel makelijker door laten rekennen en het veel makelijker is duidelijk opstellingen te bouwen. Op zich zou de dimensionaliteit van de betrokken Hilbertruimte niet echt uit moeten maken voor het principe. Maar het had best kunnen zijn dat hier iets over het hoofd was gezien.


Heel anderpunt:
Nu ik er langer over na denk besef ik de het experiment in kwestie niet eens aan toont dat er daadwerkelijk verstrengeling optreed.