[nanocursus] De EPR-Paradox, het experiment van Bell en waarom het heelal waarschijnlijk niet gedetermineerd is

[Bartjes]

@ Cock


Geldt je model voor drie of vier mogelijke standen van de hendels?

[cock]

Dag Bartjes,

- Zoals ik in de tekst schreef, is de kans dat een individueel foton, in een van de drie standen de EPK optie volgt (dus de theorie van Einstein en Rosen) is inderdaad, in theorie 33, 3…%. Einstein beschouwde fotonen als deeltjes, en dit is te merken in het EPK gedachtenexperiment.

- Als men in de praktijk, echter veel fotonen op de polarisatiefilters “afschiet” zal de bulk van de fotonen eerder een golfpatroon vertonen (zelfs als men de fotonen over langere tijd verspreidt). Dan bekomt men een 25% patroon, zoals blijkt uit de concrete proeven van Aspect en Bell. Die schoten een statistisch significante hoeveelheid fotonen af op de schermen.

- Maar zoals ik ook schreef is een drie standen positie (0°, 45° en 90°) geen evidente vorm als men, zoals ik, de ongepolariseerde fotonen beschouwd als golf-deeltjes, met een over 360° cirkelende polarisatierichting. Men kan beter vier standen van de polarisatiefilters gebruiken, in de vorm zoals ik in mijn laatste tekst beschreef (0°, 45°, 90° en 135°).

- Denk hier ook eventjes aan de spletentest, en de diffractiepatronen. Wat is een polarisatiescherm anders dan een speeltjestest, met een enorme hoeveelheid naast mekaar geplaatste spleetjes?

Cock

[Bartjes]

@ Cock,


Ik begrijp je model nog niet helemaal, maar als het enkel van toepassing is op een situatie met vier hendelstanden, dan blijven de resultaten van het Bell-experiment met drie hendelstanden gewoon staan. Ook de conclusies die uit het oorspronkelijke experiment getrokken kunnen worden blijven dan overeind.


Het Bell-experiment is niet voor niets zo opgezet dat het naïeve klassieke voorstellingen in de problemen brengt, het was juist de bedoeling om de natuur in dit opzicht een duidelijk uitspraak te ontlokken. Zou het naïeve klassieke wereldbeeld juist zijn, dan waren er bij de feitelijke experimenten andere resultaten gevonden - en dan had de kwantummechanica een probleem gehad. Maar zoals we weten is het niet zo gelopen, en nu heeft het naïeve klassieke wereldbeeld een probleem.


Dat er wellicht andere varianten van het Bell-experiment te bedenken zijn die wel een naïeve klassieke verklaring toelaten is niet meer interessant. De gedachte dat vanuit het naïeve klassieke wereldbeeld de gehele natuur kan worden begrepen is weerlegd zodra er ook maar één type verschijnselen bestaat waarbij het spaak loopt. Dan heeft het immers als wereldbeeld gefaald.

[cock]

Dag Bartjes,

Ik ga verdere informatie zoeken over de achtergrond van het Bell experiment.

- Voorlopig is een eerste denkspoor het volgende: Als men ervan uitgaat dat er verschillende types van polarisatiefilters zijn, en dat die filters niet één welbepaalde polarisatierichting doorlaten, maar een aantal vrijheidsgraden toelaten, dus een marge van afwijking (bv. 22,5° langs weerskanten van de polarisatierichting 0° en 180°)in de poiarisatiefilter), dan kan het belangrijk zijn of er drie of vier mogelijkheden (hendelstanden) zijn.

- Nog een denkpiste: Mogelijkheid 3 is juist, De richting van de polarisatie is onbepaald of circulair (een veelheid van polarisatie bij de flux fotonen die op de filter afkomen), en de effectieve polarisatie van de fotonen wordt bepaald door de filter (waarna volgt, het al of niet afgaan van de buzzer)

Maar ik voeg nog een mogelijkheid 5 toe: de hoeksnelheid van de fotonen wordt bepaald bij de bron. Voeg daar de onzekerheid van plaats en snelheid toe en er bestaat de mogelijkheid van verborgen variabele.

Gevolg: geen communicatie sneller dan het licht nodig?

Maar ik heb nog wat tijd nodig,

Dit tussentijds bericht, zodat je weet dat ik mijn falsifiërings-pogingen nog niet opgeef.

Groeten,

Cock

[Bartjes]

- Als men in de praktijk, echter veel fotonen op de polarisatiefilters “afschiet” zal de bulk van de fotonen eerder een golfpatroon vertonen (zelfs als men de fotonen over langere tijd verspreidt).

Bedenk wel dat in een klassiek model een foton niet tegelijk een deeltje en een golf mag zijn, want dan ben je al met kwantummechanica bezig...

[cock]

Dag Bartjes,

Ik kan het niet laten op u tussentijdse verslagen op te sturen van de denkpistes die ik volg, ook al zijn ze “prematuur” en moet ik ze nog verder uitwerken. Maar eventueel kan ik uit je opmerkingen iets leren. Zo schrijf je in je laatste bericht “dat in een klassiek model een foton niet tegelijk een deeltje en een golf mag zijn, want dan ben je met kwantumfysica bezig.”

Mogelijk zit hier een vruchtbare piste. Er bestaat inderdaad zo iets als onverenigbaarheid (incommensurabiliteit, in stadhuiswoorden). De statistische voorspellingen van EPR gaan inderdaad uit van de optelling deeltjes eigenschappen van één foton (of ander deeltje). De proef van Bell gaat uit van de golfeigenschappen van een statistische significante flux fotonen met golfeigenschappen. Het is dus moeilijk om, zoals 31 70 70 doet, een klassieke voorspelling te vergelijken met een proef waarbij de kwantumeigenschappen van fotonen beschouwd worden. Een watermolecule gedraagt zich anders dan de zee.

Een analogie: de kogels die een scherpschutter in een loodrechte baan op een doel afschiet optellen, zal een ander resultaat geven dan wanneer men op een flux kogels afschiet met een slecht afgesteld machinegeweer. In het ene geval is het doel loodrecht getroffen, het tweede geval kan men spreken van een waarschijnlijkheidsgolf en “vrijheidsgraden” (een variatie in uitgangshoeken). Een voorspelling in termen van klassieke mechanica, is onvergelijkbaar met een resultaat bekomen met kwantumeigenschappen, denk ik.

Groeten,

Cock

[Bartjes]

De proef van Bell gaat uit van de golfeigenschappen van een statistische significante flux fotonen met golfeigenschappen. Het is dus moeilijk om, zoals 31 70 70 doet, een klassieke voorspelling te vergelijken met een proef waarbij de kwantumeigenschappen van fotonen beschouwd worden. Een watermolecule gedraagt zich anders dan de zee.

Dat is niet juist. Zoals ik in mijn commentaar heb laten zien hoef je voor het beschrijven van de Bell-experimenten niet al bij voorbaat uit te gaan van het bestaan kwantumverschijnselen. Je kan het geval aldus bezien:


In een laboratorium wordt een proefopstelling opgebouwd. Vervolgens worden er aanhangers van het naïef klassieke wereldbeeld uitgenodigd. Deze mensen krijgen wat resultaten met betrekking tot de werking van de gebruikte componenten van de proefopstelling te zien. Op basis van die gegevens krijgen zij nu de gelegenheid te voorspellen wat voor resultaten er bij de uiteindelijke proeven gevonden moeten worden. Daarbij gaan zij uit van hun naïef klassieke wereldbeeld. Die voorspelling wordt op schrift gesteld. Als er nu in de praktijk - bij het werkelijk uitvoeren van de proeven - andere resultaten gevonden worden dan de uitgenodigde aanhangers van het naïef klassieke wereldbeeld hadden voorspeld, is hun naïef klassieke wereldbeeld kennelijk fout.


Vervolgens worden de Bell-experimenten uitgevoerd, en rollen er resultaten uit die in strijd zijn met de voorspellingen van de aanhangers van het naïef klassieke wereldbeeld. Conclusie: het naïef klassieke wereldbeeld is fout.

[cock]

Dag Bartjes,

Je hebt gelijk, het beeld van de scherpschutter die ik in post 51 schetste is fout, dat blijkt uit de resultaten. Het is dus een onnauwkeurig machinegeweer geweest die de schoten loste, met als gevolg een golfpatroon, men kan dus denken dat het resultaat kenmerkend is voor onzekerheidsgolven bij de bron. Dit lijkt in tegenspraak met het determinisme.

Maar men kan het ook anders zien. Het scherpschuttersmodel (deeltjesmodel) is fout, en het machinegeweermodel (het golfmodel) is accurater. Het foton is dan een golf, maar dit hoeft nog niet te betekenen dat .het determinisme fout is, Het geeft, mijn inziens, weer dat er twee modellen (hypothesen) zijn over de aard van fotonen, en dat het golfmodel accurater is. Het EPR-model is dan fout, wat de optiek van de deeltjes betreft. Maar de stelling dat er geen oorzakelijke verbanden zijn tussen bron en resultaat, kan men er niet uit besluiten, denk ik. Enkel dat het deeltjesmodel en het golfmodel onverenigbaar zijn (incommensurabel), wat deze proefopstelling betreft. We kunnen het foton bv. beschouwen als een trilling in de ruimte-tijd (verstoring van een evenwicht) door gebeurtenissen aan de bron, die zich voortzet in de ruimtetijd, dit met de lichtsnelheid, maar die o.a. een bepaalde frequentie, polarisatie, spin en amplitude meekrijgt vanaf de bron, en zijn (anti-) tweelingbroertje ook. Aangezien zij (foton en broertje) tegelijkertijd gemeten worden, zijn hun eigenschappen gerelateerd. Maar daaruit zou men inderdaad kunnen besluiten dat men de impuls en afstand van de twee fotoon-broertjes kan afleiden door respectievelijk meting van b.v. de snelheid aan het ene deeltje, en impuls aan het andere deeltje. Maar dat is dan weer in tegenspraak met een grondbeginsel van de kwantummechanica, maar niet in contradictie met de causaliteitsregel.

Cock

[Bartjes]

@ Cock


Ik geef het op. Je vertikt het om op de argumentatie van dit topic in te gaan. Daar ga ik verder geen tijd meer in steken. Ik zou ook niet weten hoe ik de zaak nog beter zou moeten uitleggen.

[cock]

Als je dit ,nog leest Bartjes, toch volgende opmerking, ik ben niet of topic.

Het ging erom of de interpretatie van de proef van Bell (Aspect) kan bewijzen dat het heelal al dan niet deterministisch is. Het antwoord is mijn inziens: neen, omdat er sprake is van incommensurabiliteit (in de wetenschapsfilosofische zin van het woord). De Bell-Aspect proef bewijst mijn inziens dat fotonen golven zijn, en geen deeltjes zoals Einstein, Rosen en co beweren. De premisse van Einstein, Rosen en co (EPR) is verkeerd, namelijk dat fotonen deeltjes zijn. De proef van Aspect bewijst dat het golven zijn, en dus resulteren in de bijbehorende statistische resultaten.

Dus als de fotonen deeltjes zouden zijn, dan was het resultaat van 33% als het golven zijn dan 25%. Dus de statistische resultaten bewijzen dat fotonen golven zijn, niet dat het het heelal op toeval berust, dit is wat ik bedoel met incommenusurabiliteit. Men kan geen appelen met peren vergelijken. ,

[descheleschilder]

Het is niet zo dat Bell's experimenten verborgen variabelen uitsluit, zolang het maar niet-lokale theorieën betreft.

[cock]

Bell: "Het is voor mij voor de hand liggend om aan te nemen dat fotonen in die experimenten programma's met zich meedragen die van tevoren op elkaar waren afgesteld en hun vertelden hoe zich te gedragen."
Bell geciteerd in: Baker Joanne:"50 inzichten in quantumfysica" Veen Media, 2013, p. 166.
Kunnen we die programma's dan niet zien als verborgen variabelen?
"Bell lichtte zijn theorema toe aan de hand van een denkbeeldig persoon met een exentrieke kledingsmaak. Dr. Berthman draagt graag kleurige sokken, aan elke voet een andere kleur. Welke kleur hij op een bepaalde dag aan een voet draagt, is onvoorspelbaar. We kunnen echter wel iets weten. Als we zien dat de ene sok rose" is, weten we dat de sok aan de andere voet dat niet is. Bell redeneerde dat dit alles is wat de EPR paradox vertelt."
Op cit. p. 163
Merk op dat er in het theorema van Bertels man weinig ruimte is voor instantane communicatie op afstand, alle ligt reeds vast op het ogenblik dat Berthman zijn sokken aantrekt.
't is maar dat jullie het weten.

[317070]

 
 
Kunnen we die programma's dan niet zien als verborgen variabelen?

Dat kunnen we, maar die verborgen variabelen zijn dan niet lokaal. Dat is de benadering die Bell in zijn artikel verdedigt.
 

"Bell lichtte zijn theorema toe aan de hand van een denkbeeldig persoon met een exentrieke kledingsmaak. Dr. Berthman draagt graag kleurige sokken, aan elke voet een andere kleur. Welke kleur hij op een bepaalde dag aan een voet draagt, is onvoorspelbaar. We kunnen echter wel iets weten. Als we zien dat de ene sok rose" is, weten we dat de sok aan de andere voet dat niet is. Bell redeneerde dat dit alles is wat de EPR paradox vertelt."

 
Dat is waar, maar je mag dit niet te ver uit context trekken. Bell wilde aantonen dat het resultaat net erg intuïtief is voor de man in de straat, en dat de man in de straat een realiteit zonder lokaliteit niet zo problematisch vindt.
 
Je kunt het zelf nalezen in het originele artikel, dat erg toegankelijk geschreven is: http://hal.archives-ouvertes.fr/docs/00/22/06/88/PDF/ajp-jphyscol198142C202.pdf
In essentie staat er in het artikel hetzelfde uitgelegd als ik in mijn eerste bericht had uitgelegd. De vier scenario's in het einde van mijn bericht zijn de vier scenario's in het envoi van dat artikel.
 
Staat ook op wiki: https://en.wikipedia.org/wiki/Reinhold_Bertlmann#Bertlmann.E2.80.99s_Socks

[entropy]

Ik snap conclusie 3 niet helemaal. Als de verborgen variabele alleen informatie bevat voor de stand die de hendels gaan hebben, waarom wil dat dan zeggen dat er iets niet bestaat? Wil het niet eerder zeggen dat het meetapparaat deelneemt aan de gemeten waarde?   Ja, en dan bestaan de andere 'metingen' inderdaad niet, omdat ze niet gedaan zijn! Maar dat de meting niet bestaat wil toch niet automatisch zeggen dat het object niet bestaat? Ik zie niet direct in hoe dit lokaal realisme tegenspreekt. Mijn benadering zou eerder één van één of andere vorm van determinisme en/of retrocausaliteit zijn.

[317070]

Ja, en dan bestaan de andere 'metingen' inderdaad niet, omdat ze niet gedaan zijn! Maar dat de meting niet bestaat wil toch niet automatisch zeggen dat het object niet bestaat? Ik zie niet direct in hoe dit lokaal realisme tegenspreekt. Mijn benadering zou eerder één van één of andere vorm van determinisme en/of retrocausaliteit zijn.

Retrocausaliteit spreekt lokaliteit tegen. En ik wil niet zeggen dat determinisme niet meer kan, enkel dat nomologisch determinisme (zoals bekend van de demon van Laplace) niet kan, en die impliceert causaliteit. Aangezien dikwijls, zeker in het middelbaar, nomologisch determinisme aangeleerd wordt als betekenis van het woord determinisme, heb ik de titel zo gekozen.


Dat de andere metingen niet bestaan, omdat ze niet gedaan zijn, is inderdaad een manier om er onderuit te komen, maar dat idee is (naar mijn mening) niet zo eenvoudig om te vatten. Voor mij is het altijd het moeilijkste van de vier geweest om te begrijpen, en in mijn hoofd zit het idee voor mij nog altijd niet helemaal lekker.

 

Maar dat de meting niet bestaat wil toch niet automatisch zeggen dat het object niet bestaat?

Dat is een epistemologische vraag. In de wetenschap wordt doorgaans aangenomen, via Occam's scheermes, dat als iets niet waargenomen wordt, zoals eenhoorns, het niet bestaat. Meer zelfs, als het niet waargenomen KAN worden, bestaat het niet. Als iets dus bij definitie niet waargenomen kan worden, omdat de meting ervan ongedefinieerd is, dan zou het waanzin zijn om aan te nemen dat het object zelf bestaat, vanuit wetenschappelijk perspectief. Dat laatste zou immers betekenen dat objecten die onwaarneembaar zijn, bestaan.
 
Je hebt wel gelijk om te zeggen dat die objecten dan bestaan zoals een 'eenhoorn' en 'god' bestaan, als concepten in onze geest, maar niet om te zeggen dat ze bestaan zoals de zetel waarin ik zit.