20 세기는 오늘날 가장 중요한 물리학 이론 중 두 가지를 낳았습니다 :특별/일반 상대성 및 양자 역학. 이 두 이론은 공간, 시간과 중요한 것이 무엇인지에 대한 질문에서 인류와 동반했다. 그들은 우리에게 이러한 실체를 특성화하도록 가르쳤다.
그들의 큰 성공에도 불구하고, 모든 것이 매끄럽고 친절한 것은 아닙니다. 상대성 및 양자 역학은 동시에 동일한 문제에 적용 할 수 없습니다. 그렇게하려고 할 때 모순에 도착합니다. 모순은 각 이론의 기본적이고 가장 주요한 측면에서 발생합니다. 그리고 얽힘, 반기 사건 및 확률 론적 인은 양자 역학을 초래합니다. 이러한 측면에 대한 수십 년의 연구는 아인슈타인, 포돌 스키, 로젠 [1] 사이의 토론에서 처음으로 영감을 얻었습니다.
모순은 Bohm의 사고 실험 [2]에서 가장 잘 설명되며,이 문제에 대한 측정 결과는이 문제가 얽히는 경우 즉시 서로의 영향을 받는다는 결론을 내립니다.
.양자 역학에서 얽힘은 양자 역학에서 나온다. 이것은 각 입자의 상태가 널리 분리 될 때에도 다른 입자의 상태에 의존하도록 강요하는 것 같습니다.
얽힘의 결과는 현지 인과 관계와 대조적 인 것으로 보이며, 이는 특별한 상대성 이론에 의해 시공간에 부과된다 :우리가 과학적 작업에 대해 생각하고하는 기본 원칙을 구성하는 일련의 원인과 결과. 어떤 특수 상대성 힘이 광선의 형태로 시공간의 인과 적 구조인지 (그림 1 참조 1), 미래의 빛 원뿔 밖에있는 다른 사건에 영향을 미치는 사건을 방지합니다 (그림 2).
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양자 시스템에 포함 된 비 국소 행동에 대한 제안 된 솔루션은 숨겨진 변수의 존재입니다. 숨겨진 변수는 우리의 연구 대상의 행동을 결정하는 매개 변수이지만, 우리는 고려하지 않았으며, 이런 의미에서 우리에게서“숨겨져 있습니다. Bohm의 사고 실험이 밝혀진 직후, 1964 년 John Bell [3]은 숨겨진 변수로 양자 역학을 완료하려는 희망이 손실되었음을 보여 주었다.
Bell은 (지역적) 숨겨진 변수의 모든 이론이 만족 해야하는 불평등을 구성하고, 양자 역학이 이러한 불평등을 위반했음을 입증하여 국소 숨겨진 변수를 통해 양자 역학의 비 국소 현상을 설명 할 수 없음을 결론 지었다. 벨의 결론의 결과는 우주의 일부 행성에서 물질이 우주의 다른 먼 행성에서 주어진 지시를 통해“행동”하는 방법을 알 수 있다는 사실은 이상하다. 또한 즉시, 즉시!
그러나 양자 역학에는 여전히 중요한 것이 있습니다 :사실은 결정론의 결과입니다. 최근에 출판 된 논문에서 [4] 이것은 고려되었다. 이것이 수반되는 것은 입자가 상태 A에서 발전한다는 것입니다. 시간 t 0 . , 시간 t 1 에 상태 B에 , 결정 론적 방식으로, 즉, 충분한 초기 조건이 주어진 상태 B를 예측할 수 있고, 상태 B가 시간에 발생하는 경우 t 1 초기 조건을 고려할 때 시스템이 취할 수있는 유일한 상태입니다 (그림 3 참조). 그러나 일부 조건 중 일부는 숨겨진 변수의 형태로 여전히 숨겨져있을 수 있으며, 이제는 진화론만이 진정으로 결정적이라는 것입니다.
그렇다면 동일한 실험을 반복적으로 수행 할 때 양자 역학이 항상 동일한 결과를 제공하지는 않는 이유는 무엇입니까? 다시 말해, 왜 자연 현상에 대한 통계적 해석 만 제공합니까? 여기서 우리는 시공간이 국부적으로 인과 적 구조가 부여된다는 사실을 다시 강조해야합니다. 이것은 주어진 이벤트 e에 영향을 줄 수있는 모든 것이 과거의 빛의 원뿔 내에 있어야 함을 의미합니다. 주어진 시간에 t 0 그러면 초기 조건에서만 초기 조건에 액세스 할 수 있습니다. t =t 0 . 그것은 E의 과거의 빛 원뿔 내에 둘러싸여 있습니다 (그림 4). 우리에게 알려지지 않은이 지역 외부의 모든 정보는이 사건의 미래 진화에 영향을 미칠 수 있습니다.
저자의 공식의 맨 아래에있는 것은 Bell이 결정 론적 시나리오에서는 사실이 아닌 불평등을 구축하기 위해 몇 가지 가정을했다는 것입니다. 입자의 진화에 진정한 결정론을 추가 할 때 Bell의 불평등은 구성 될 수 없습니다. 이제 벨의 불평등을 구성 할 수 없다는 점을 감안할 때, 국소 적으로 설명하기 위해 양자 역학이 충족 해야하는 이전의 제한은 더 이상 존재하지 않습니다.
또한, 모든 결정 론적 지역 시스템이 만족 해야하는 특정 불평등을 구성 할 수 있습니다. 이것은 위에서 인용 된 참조에서 수행되며, 양자 역학은 항상 이러한 불평등을 충족 시킨다는 것이 입증됩니다. 이런 식으로, 저자들은 양자 역학의 형식에서 발생하는 현상을 결론 내린다.
그리고 얽힘은 어떻습니까? 결정 론적 시나리오에서 얽힘은 항상 얽힌 시스템의 동작이 두 얽힌 시스템이 서로 얼마나 멀리 떨어져 있는지에 관계없이 주어진 시간에 발생하는 일반적인 원인을 요구한다는 것을 강조하는 것이 중요합니다. 이것은 모든 것이 인과 적 과거에 연결되는 다리 인 이벤트 조명 원뿔이 항상 시간을 뒤로 따라갈 때 항상 교차한다는 사실 때문에 항상 가능합니다 (그림 5 참조
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저자들은이 작품의 이미지에 대해 UNAM의 ICN의 과학 커뮤니케이션 부서에서 Aline Guevara에게 감사의 말씀을 전합니다. 이 작품은 Natalia Sánchez-Kuntz와 Universidad Nacional Autonoma de Mexico의 Eduardo Nahmad-Achar에 의해 기여되었습니다.
.참조
- a. Einstein, B. Podolsky 및 N. Rosen :물리적 현실에 대한 양자 역학적 설명이 완전한 것으로 간주 될 수 있습니까? 물리 개정 47, 777 (1935).
- d. Bohm and Y. Aharonov :아인슈타인, 로젠 및 Podolsky, Phys.의 역설에 대한 실험적 증거에 대한 토론. 개정 108, 1070 (1957).
- J.S. 벨 :아인슈타인 포돌 스키 로젠 역설, 물리학 1, 195 (1964).
- n. Sánchez-Kuntz와 E. Nahmad-Achar :Quantum Locality, Ring 's a Bell? :Bell의 불평등은 지역 현실과 진정한 결정론을 만난다. 물리 48, 27 (2018). doi :10.1007/s10701-017-0126-z
