EPR-paradoksi
Wikipedia
EPR-paradoksi tai Einstein-Podolsky-Rosen-paradoksi on kolmen fyysikon luoma ajatuskoe, jolla on pyritty osoittamaan, että kvanttimekaniikka on epätäydellinen selitys fysikaalisesta todellisuudesta. EPR-paradoksissa osoitetaan, että hiukkasen nopeus ja paikka voidaan mitata tarkasti ilman, että toisen ominaisuuden mittaus vääristyisi. Myöhemmin David Bohm muutti EPR-paradoksin sisältöä, Bohmin muutokset sisältävää EPR-paradoksia kutsutaan usein EPRB-paradoksiksi. Ajatuskoe esiteltiin vuonna 1935 Physical Review -lehdessä, artikkelissa Can Quantum-Mechanical Description of Physical Reality Be Considered Complete ? (suom. Voidaanko fysikaalisen todellisuuden kvanttimekaanista kuvausta pitää täydellisenä ?).
Sisällysluettelo |
[muokkaa] Ajatuskoe
Heisenbergin epätarkkuusperiaatteen mukaan hiukkasen nopeutta ja liikemäärää ei voida mitata yhtä aikaa äärettömän tarkasti. Albert Einstein, Boris Podolsky ja Nathan Rosen esittivät kuitenkin ajatuskokeen, jossa voitaisiin molemmat ominaisuudet mitata tarkasti.
Kvanttimekaniikan mukaan hiukkasten ominaisuuksien voidaan kuvata yhteisellä aaltofunktiolla. Kuvitellaan koelaitteisto, jossa kaksi hiukkasta, esimerkiksi fotonia lähtevät samaan aikaan liikkeelle eri suuntiin. Tällöin voidaan mitata toisen hiukkasen nopeus (Hiukkanen 1) ja vastaavasti toisen hiukkasen paikka (Hiukkanen 2). Koska hiukkasten ominaisuudet voidaan kuvata yhteisellä aaltofunktiolla on molempien nopeus ja paikka sama. Mitattaessa Hiukkasen 1 nopeutta, ei häiritä Hiukkasen 2 paikkaa. Tämän perusteella voidaan sanoa, että hiukkasen paikka ja nopeus voidaan määrittää tarkasti ilman, että hiukkasta häiritään.
EPR-kokeessa todetaan kaksi metafysikaalista oletusta[1], joihin fysikaalinen todellisuuskäsitys rakentuu:
- Reaalisuusehto: Jos ominaisuus voidaan määrittää millään tavalla hiukkasta häiritsemättä, hiukkasella todella on tämä ominaisuus. [2]
- Lokaalisuusehto: Toiselle hiukkasista suoritettava mittaus ei vaikuta kaukana siitä olevaan hiukkaseen, ts. pelkkä ensimmäisen hiukkasen havainnointi ei muuta toisen hiukkasen ominaisuuksia.[3]
Ehdot ovat filosofisia ja ovat sopusoinnussa klassisen luonnonkuvan kanssa. Niels Bohr vastasi kuitenkin vielä samana vuonna ja hänen mukaansa kvanttimekaniikka on täydellinen tulkinta.
[muokkaa] Bohmin malli
David Bohm esitti vuonna 1951 yksinkertaisen mallin EPR-kokeesta. Bohmin mallia käytetään nykyään kokeellisten mittausten pohjana. Bohmin malli perustuu kahteen hiukkaseen, jotka ovat olleet toistensa kanssa vuorovaikutuksessa ja sittemmin erotettu toisistaan.
