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Vecchio 06-03-2008, 15.50.29   #1
ornella
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Entanglement

http://it.wikipedia.org/wiki/Entanglement_quantistico
Su questa cosa in un altro forum, arrivarono alla rissa certo appassionante, per ben due volte. Io non ho nemmeno le basi per comprenderlo, ma intuisco che è qualcosa di determinante per concepire la realtà. Se vi va di dibattere di questa cosa sapendo che parlate con una profana vi sarei grata. Ovvero, si può spiegare in maniera semplice ma approfondita. La non l'hanno mai finita, ed io non ho imparato nulla
Grazie
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Vecchio 06-03-2008, 17.24.49   #2
Marius
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Riferimento: Entanglement

Citazione:
Originalmente inviato da ornella
http://it.wikipedia.org/wiki/Entanglement_quantistico
Su questa cosa in un altro forum, arrivarono alla rissa certo appassionante, per ben due volte. Io non ho nemmeno le basi per comprenderlo, ma intuisco che è qualcosa di determinante per concepire la realtà. Se vi va di dibattere di questa cosa sapendo che parlate con una profana vi sarei grata. Ovvero, si può spiegare in maniera semplice ma approfondita. La non l'hanno mai finita, ed io non ho imparato nulla
Grazie

Volentieri.......
E' un argomento interessante che da un po' sto approfondendo.....
In realtà si tratta di una conseguenza teorica del principio di esclusione di Wolfgang Pauli per cui due elettroni non possono trovarsi simultaneamente nello stesso "stato quantico"......Uno stato quantico di un elettrone è, in pratica, il suo contenuto energetico dato dalla distanza dal nucleo dell'atomo cui appartiene e dal suo verso di rotazione (spin), orario o antiorario pari a + o - 1/2......Allora due elettroni che si trovano alla stessa distanza dal nucleo devono, per forza, avere spin uguale e opposto perchè la somma degli spin deve essere pari a 0....Ogni elettrone in più deve occupare un orbita e, quindi, un livello energetico superiore....
L'entanglement (corelazione - connessione), su cui poi si basa il paradosso EPR (Einstein, Podorsky, Rosen) si basa proprio sul fatto che, se si varia il verso di rotazione di uno dei due elettroni che occupano lo stesso livello energetico, istantaneamente deve variare il verso di rotazione dell'altro....E questo anche se, ipoteticamente, i due elettroni fossero portati a miliardi di anni luce di distanza....Il che significherebbe che l'"informazione" avrebbe viaggiato a velocità superiore a quella della luce....Anzi a velocità pressocchè infinita.....Di qui il paradosso, appunto.....Tutto ciò ha innescato nelle avanguardie scientifiche ipotesi di "teletrasporto quantistico", analisi computazionale quantistica" e, addirittura, "telepatia" quantistica di cui,se vuoi, ti posso raccontare qualcosa....In realtà, devo dirti, che io propendo per spingere più a fondo l'analisi del "campo di Planck" sulla strada indicata dal grande fisico David Bohm, il quale ipotizzava l'esistenza di un "ordine implicato" al di sotto delle scale quantistiche.......Cioè riteneva che i fenomeni entangled non fossero puramente "stocastici", ma in qualche maniera correlati da un nesso di causa - effetto.......

Scusa se sono stato troppo complicato, ma è l'argomento che non è dei più semplici...

Ciao.
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Vecchio 06-03-2008, 18.31.00   #3
Il_Dubbio
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Riferimento: Entanglement

Citazione:
Originalmente inviato da ornella
Io non ho nemmeno le basi per comprenderlo, ma intuisco che è qualcosa di determinante per concepire la realtà.


Ciao Ornella la tua è una di quelle domande difficili
Più che determinante io userei il termine "illuminante"

comunque ci provo ad aiutarti

Non sono un esperto ma cercherò di spiegarti a grandi linee il concetto che c'è alla base,tenendo presente che ti descrivo il fenomeno come l'ho capito io, sperando che ti risulti chiaro; poi qualcuno piu esperto di me
cercherà in qualche modo di essere piu preciso e piu tecnico.

Per il momento io ti descrivo il fenomeno, tenendo presente che più ci addentriamo nel particolare più la faccenda potrebbe complicarsi e avrebbe bisogno di una base tecnica per capirla (che io non posso fornirti). Però la tua forse è una curiosità che secondo me può essere almeno in parte esaudita anche senza conoscenze tecniche.


Prima di tutto il termine vuol significare "intreccio" (termine credo inglese) ovvero descrive una "correlazione" oppure anche, piu modernamente, "unità".

Il termine viene spesso usato piu genericamente (che vedremo in seguito), ma nasce innanzitutto da una specifica "situazione" quantistica e ben precisa (che non specificherò magari i piu esperti lo faranno), in cui si "selezionano" due particelle, con delle caratteristiche ben precise a cui poi, in seguito, verranno misurate alcune proprietà.
Queste due particelle poi vengono <<allontanate>>(per dire la verità schizzano da sole allontanandosi l'una dall'altra) in modo che tra loro non ci possa essere nessun scambio di informazione; dopo di che si misura una "proprietà" specifica su una particella e l'altra particella si mostrerà (e questa è la stranezza) sempre all'opposto della prima.

L'esempio spero chiarisca: entrambe le particelle, quando vengono create, dobbiamo ritenere che siano in "sovrapposizione" di stati dell'osservabile spin ovvero:spin giu e spin su (anche se non sai cos'è lo spin fa nulla, pensa al fatto che esse debbano girare come delle trottole, ed hanno due sole possibilità di girare, o su o giu; prima della misurazione in m.q. queste proprietà sono in "sovrapposizione di stati", ovvero non è possibile sapere, prima della misurazione, in che modo girano, l'unica cosa certa è che quando verrà misurata questa proprietà le particelle dovranno decidere se farsi vedere con lo spin su o con lo spin giu.).
Prima di osservare una proprietà su una particella esse (come ho detto) vengono allontanate in modo che non passi nessuna informazione (nulla può andare piu veloce della luce). Gli esperimenti ci dicono che anche se allontanate,per ipotesi puoi pensare che una sia sulla terra e l'altra si trovi su marte, quando viene misurata una proprietà di una particella l'altra si mostrerà sempre di senso opposto. Cioè se la particella sulla terra all'atto della misurazione sarà trovata di spin giu quella su Marte, "istantaneamente" (e quindi senza possibilità di scambio di informazione) si rivelerà di spin su.

Molto importante, e qui c'è tutta la stranezza del fenomeno, quando io misuro sulla terra lo spin della mia particella, la natura sceglierà a "caso" quale dei due spin rivelare (se su o giu), ed anche la particella su Marte sceglierà a "caso" una dei due autostati dell'osservabile spin .
Quindi si dice che le particelle, anche se sono lontane anni luce rimangono "correlate" (entenglement), come se fossero un tutt'uno.
Quindi il fenomeno ci suggerisce che la natura è "non locale".

Insomma la realtà è strana , però bisogna sempre andare con i piedi di piombo,poichè questo fenomeno è un fenomeno quantistico, non vedrai mai una cosa del genere a livello macroscopico.
Oppure per ipotesi avviene anche nel mondo macroscopico? (lasciamo questa domanda come "dubbio amletico" )


Questa proprietà enteglement viene poi ripresa più genericamente per descrivere anche tutte le misurazioni quantistiche che magari forse verrà fuori con la discussione.

ciao, spero di non aver detto troppe inesattezze sperando anche di aver ridotto un pochino i tuoi dubbi e non di averli aumentati
Il_Dubbio is offline  
Vecchio 06-03-2008, 19.31.08   #4
Il_Dubbio
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Bene Marius

Però io ora Ornella ti farò un esempio chiarificatore togliendo gli elementi tecnici (spin, sovrapposizioni ecc.) il piu possibile.

Immagina che io e te siamo dei "gemelli" ma siamo lontani, molto lontani e non possiamo comunicare (non ci è permesso, niente cell., posta elettronica, posta ordinaria, colombe, niente di niente).

Bene, immagina ancora che, sia io che tu abbiamo in dotazione un paio di guanti (uno che calza alla destra ed uno che calza alla sinistra, proprio come un normale paio di guanti), guanti però un pò speciali poiché se io indosso il guanto destro non posso indossare anche il guanto sinistro e se indosso il sinistro non posso indossare il destro (concetto di sovrapposizione), e viceversa anche tu.

Ora immagina ancora che tu vivi con nostra madre ed io con nostro padre.

Bene, abbia tutti gli elementi in gioco.
Ora immagina che i nostri genitori siano in collegamento telefonico e che vogliano osservare come indossiamo i guanti.

Nostro padre dal buco della serratura potrà osservare se ho indossato in guanto destro o sinistro.

Prendiamo per ipotesi che osservi me con il <<guanto sinistro>>, telefonicamente nostro padre dirà a nostra madre di osservare te mentre indossi il guanto.
E' Matematicamente accertato che nostra madre osserverà te mentre indossi il <<guanto destro>> (l'opposto del mio).

La cosa stupefacente (e importante) però è questa: io te non possiamo comunicare, e sceglieremo a "caso" ogni volta quale guanto indossare, ma nonostante tutto sceglieremo di indossare i guanti in modo "coordinato".
Possiamo fare infinite volte l'esperimento e vedremo che sempre c'è correlazione (anche se lontani spazialmente e impossibilitati a comunicare) con "l'aggravante" che la natura sceglie a caso <<come mostrarsi>>.

ciao
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Vecchio 06-03-2008, 23.33.00   #5
ornella
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Grazie tantissimo, se non vi dispiace vi porgo delle domande che mi permettono di sapere se ho capito, e se mi pongo domande inutili (Non sentitevi ovviamente in dovere di rispondermi, può essere che davvero per me è troppo complicato).Se non ho capito male la quantistica, studia la parte meccanica degli atomi, ovvero gli atomi non rispettano la meccanica classica. Poi mi interessa sapere il risultato è dato da calcoli teorici, o ci sono test o altro?
Da quello che ho compreso in esame viene preso espressamente l'atomo, riguarda solo gli elettroni o anche le particelle di quark che se non erro sono più piccole? In esame presumo viene preso un solo atomo, o ne servono due con lo stesso numero di elettroni.Nel caso si parli di elettroni presenti nello stesso atomo, questo fenomeno non si può realizzare credo
Questo mi permetterebbe di comprendere con discreta certezza il discorso sullo"stato quantico"......
Cioè in pratica Wolfgang Pauli sostiene che due elettroni non possono trovarsi nell'universo con lo stesso stato quantico?Giusto, individuandolo e potendo agire su di esso, l'altro ovunque si trovasse dovrebbe cambiare la rotazione da orario ad antiorario o viceversa. Questo ci permetterebbe di agire sulla materia, ed in particolar modo, significherebbe che esiste un qualche cosa che trasmette l'informazione più veloce della luce?Mi viene da pensare che se ho ben capito casualmente questa cosa avvenga, può avvenire tra più elettroni contemporaneamente?E David Bohm, il quale ipotizza l'esistenza di un "ordine implicato" al di sotto delle scale quantistiche.......Cioè riteneva che i fenomeni entangled non fossero puramente "stocastici", ma in qualche maniera correlati da un nesso di causa - effetto.......ovvero ci potrebbe essere una sottolegge che toglie la casualità. Questo implicherebbe un progetto a monte ben preciso oltre il tempo come siamo abituati o sbaglio?La percezione caotica degli eventi andrebbe a farsi benedire, mi sto impegnando a capire E come se le particelle fossero obbligate a seguire un percorso che rimane pressochè identico, considerato che il variare volontariamente un elettrone, comporta il situarsi nella stessa posizione di un altro. E' come dire che tutto si trasforma, ma rimane realmente identico fin nelle forme più piccole Mi piacerebbe sapere nella pratica ciò a cosa porterebbe. Spero di aver capito.
ornella is offline  
Vecchio 07-03-2008, 14.04.37   #6
spirito!libero
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Per Maurius

qui la definizione di Entanglement presa dalla penna di Shroedinger:

“Quando due sistemi, dei quali conosciamo gli stati sulla base della loro rispettiva rappresentazione, subiscono una interazione fisica temporanea dovuta a forze note che agiscono tra di loro, e quando, dopo un certo periodo di mutua interazione, i sistemi si separano nuovamente, non possiamo più descriverli come prima dell'interazione, cioè dotando ognuno di loro di una propria rappresentazione”. (Proceedings of the Cambridge Philosophical Society 1935 - E. Schrödinger, pag. 555)

Il principio di esclusione di Pauli si applica unicamente ai fermioni (elettroni, protoni, neutroni) mentre il fenomeno dell'entaglement è applicabile anche ai bosoni (fotoni), quindi non è corretta la definizione che hai riportato.

Per Il Dubbio

Citazione:
“Cioè se la particella sulla terra all'atto della misurazione sarà trovata di spin giu quella su Marte, "istantaneamente" (e quindi senza possibilità di scambio di informazione) si rivelerà di spin su.”

Questa frase può dare adito a fraintendimenti quindi occorre chiarirla. La particella correlata non mostrerà il suo autovalore finchè non verrà a sua volta misurata. Cioè quando Alice (particella A) verrà misurata e rivelerà il suo autovalore non è corretto dire che automaticamente Bob (particella B) rivelerà a sua volta il suo autovalore corrispondente a quello di Alice, perchè finchè Bob non verrà misurato rimarrà nella sua sovrapposizione, è dunque solo quando si misurerà Bob che quest'ultimo mostrerà il correlato autovalore.

Citazione:
“Molto importante, e qui c'è tutta la stranezza del fenomeno, quando io misuro sulla terra lo spin della mia particella, la natura sceglierà a "caso" quale dei due spin rivelare (se su o giu), ed anche la particella su Marte sceglierà a "caso" una dei due autostati dell'osservabile spin . “

Anche qui ci può essere fraintendimento. Quando una delle due particielle interlacciate viene misurata, la probabilità dell'altra di mostrare un autovalore diviene del 100% e quindi non sceglierà più "a caso" ma sarà costretta a scegliere il corretto autovalore a causa della misurazione dell'altra particella.

Per Ornella

Citazione:
“Poi mi interessa sapere il risultato è dato da calcoli teorici, o ci sono test o altro?”

Vedi, tra gli altri, gli esperimenti di Alain Aspect. La meccanica quantistica è, tra le teorie fisiche note, tra le più rigorose a livello predittivo ed è fortemente empirica, cioè i risultati sono osservati continuamente nei laboratori. Non solo, la stragrande maggioranza della tecnologia del dopoguerra è permessa proprio dallo studio della meccanica quantistica ! Se hai, ad esempio, una chiavetta USB che sfrutta una memoria Flash al suo interno, stai utilizzando uno dei più grandi paradossi della quantistica: l'effetto tunnel; per non parlare dei computer dei superconduttori, ed in campo medico della TAC, della PET. Riguardo all'entanglement i processi magnetici legati ai superconduttori pare che siano permessi proprio per lo stato entangled degli elettroni coinvolti.

Citazione:
“Da quello che ho compreso in esame viene preso espressamente l'atomo, riguarda solo gli elettroni o anche le particelle di quark che se non erro sono più piccole?”

Tutti gli enti di scala atomica e subatomica vengono presi in considerazione nei modelli quantistici, compresi quindi quark e le altre cosiddette particelle elementari.

Citazione:
“In esame presumo viene preso un solo atomo, o ne servono due con lo stesso numero di elettroni.Nel caso si parli di elettroni presenti nello stesso atomo, questo fenomeno non si può realizzare credo”

Non ho capito questa domanda.

Citazione:
“Cioè in pratica Wolfgang Pauli sostiene che due elettroni non possono trovarsi nell'universo con lo stesso stato quantico?”

No, Pauli parla dello stesso sistema atomico.

Citazione:
“Questo ci permetterebbe di agire sulla materia, ed in particolar modo, significherebbe che esiste un qualche cosa che trasmette l'informazione più veloce della luce?”

Non è possibile utilizzare il fenomeno dell'entanglement per scambiare informazioni a velocità superluminali.

Citazione:
“Questo implicherebbe un progetto a monte ben preciso oltre il tempo come siamo abituati o sbaglio?”

A parte che quelle di Bohm rimango pure speculazioni, ma anche se avesse ragione non c'è alcun progetto a cui rifarsi, si tratterebbe di una ulteriore legge di natura.

Citazione:
“La percezione caotica degli eventi andrebbe a farsi benedire”

Di certo l'indeterminismo ontologico verrebbe fortemente messo in discussione ma oggi le teorie di Bohm sono quasi abbandonate.

Saluti
Andrea
spirito!libero is offline  
Vecchio 07-03-2008, 16.18.39   #7
Il_Dubbio
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Marius sono arrivati i rinforzi

Grande spiritolibero

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Per Il Dubbio
Questa frase può dare adito a fraintendimenti quindi occorre chiarirla. La particella correlata non mostrerà il suo autovalore finchè non verrà a sua volta misurata. Cioè quando Alice (particella A) verrà misurata e rivelerà il suo autovalore non è corretto dire che automaticamente Bob (particella B) rivelerà a sua volta il suo autovalore corrispondente a quello di Alice, perchè finchè Bob non verrà misurato rimarrà nella sua sovrapposizione, è dunque solo quando si misurerà Bob che quest'ultimo mostrerà il correlato autovalore.

Si ok, in effetti avevo un piccolo dubbio che mi hai tolto, infatti nel mio esempio dei gemelli e dei guanti ho detto che mio padre telefona a mia madre per verificare lei stessa quale guanto usa il mio gemello a distanza. Presumevo, e mi hai confermato, che bisogna comunque misurare.

Citazione:
Originalmente inviato da spirito!libero
Anche qui ci può essere fraintendimento. Quando una delle due particielle interlacciate viene misurata, la probabilità dell'altra di mostrare un autovalore diviene del 100% e quindi non sceglierà più "a caso" ma sarà costretta a scegliere il corretto autovalore a causa della misurazione dell'altra particella.


Qui invece non mi è chiaro il meccanismo , tu dici che la natura stocastica è riservata solo alla prima particella osservata, e la seconda ha un meccanismo interno che lo costringere a scegliere in base alla scelta casuale del primo?

Sia per te che per Marius (chi voglia) io non ho compreso la teoria di Bohm, e proprio per il meccanismo che non mi è chiaro, che ho appena evidenziato, vorrei capire se (mettendo i nomi alle particelle: Alice ,prima particella, e Bob seconda particella) anche Alice (prima particella misurata) sarà costretta a mostrarsi "deterministicamente". Cioè la teoria di Bohm si applica ad entrambe le particelle?

ciao
Il_Dubbio is offline  
Vecchio 07-03-2008, 17.49.52   #8
Marius
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Ciao Andrea e Dubbio.

L'esempio dello spin dell'elettrone mi serviva per "visualizzare" meglio il discorso del paradosso EPR. E'chiaro che per una radiazione e.m. l'entanglement si riferisce alla polarizzazione.

Come giustamente diceva Andrea, quando due particelle (fermioni piuttosto che bosoni) sono entangled (intrecciate), l'osservazione di Bob che ha una probabilità del 50 % di far collassare la funzione d'onda in uno dei due stati "osservabili" possibili, secondo l'esperimento mentale di Einstein, Podolsky e Rosen, determina la probabilità del 100% che Alice osservi lo stato "correlato"....Questo perchè la "materia" esiste solo in quella configurazione...E questo anche, ripeto, a mld di anni luce (per ipotesi) di distanza.

Ciò contraddice il principio di indeterminazione di Heisemberg che afferma che non è dato conoscere con precisione assoluta lo stato quantico di una particella.

Ecco perchè Bohm tira fuori le variabili nascoste......E qui c'è da divertirsi....

Marius is offline  
Vecchio 07-03-2008, 18.13.17   #9
spirito!libero
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Citazione:
“Qui invece non mi è chiaro il meccanismo , tu dici che la natura stocastica è riservata solo alla prima particella osservata, e la seconda ha un meccanismo interno che lo costringere a scegliere in base alla scelta casuale del primo?”

Noi, come ben sai, non abbiamo la minima idea di cosa accada “fisicamente” nel sistema “particella” prima che essa venga misurata se non che si trova in uno stato di sovrapposizione delle osservabili. Sappiamo inoltre che, due particelle interlacciate mostreranno sempre, dopo le rispettive misurazioni, valori cosiddetti “coerenti”. Quindi è come sa la particella A cominicasse alla particella B: “guarda che mi hanno misurato ed io mi sono manifestata con Spin SU quindi tu devi manifestarti con spin GIU”. Allora quando misureranno la particella B essa non potrà “scegliere a caso” ma “dovrà”, per una costrizione “fisica” imposta dallo stato di Entanglement e dalla misurazione di A, scegliere l’unico valore possibile. Come ha detto Marius in fisica si dice che le probabilità che la'utostato X assuma l'autovalore Y diventano del 100%. Ciò che oggi si ritiene più verosimile è che le particelle rimangano fisicamente in qualche modo “unite”, cioè che vi sia una unione fisica ma per ora non visibile al nostro sistema di osservazione. Essendo unite non vi sarebbe dunque un “segnale” che parte da A e arriva a B ma semplicemente entrambe le particelle “sanno” sempre in che stato è l’altra e si comportano, quando misurate, di conseguenza.


Per la teoria di Bohm sta sera sono preso, in questo we vedo di postare qualcosa se prima non lo farà Marius.

Citazione:
“Ciò contraddice il principio di indeterminazione di Heisemberg che afferma che non è dato conoscere con precisione assoluta lo stato quantico di una particella.”

No. Il principio dice che non posso sapere contemporaneamente e con precisione il valore di due osservabili correlate (es. velocità e quantità di moto) e questo rimane vero anche nel caso dell’Entanglement.

Citazione:
"E qui c'è da divertirsi"


cattivello...

Saluti
Andrea
spirito!libero is offline  
Vecchio 07-03-2008, 19.04.45   #10
Il_Dubbio
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Citazione:
Originalmente inviato da Marius

Ciò contraddice il principio di indeterminazione di Heisemberg che afferma che non è dato conoscere con precisione assoluta lo stato quantico di una particella.

Ecco perchè Bohm tira fuori le variabili nascoste......E qui c'è da divertirsi....


Qui ha ragione Andrea il sistema entanglement non contraddice il principio di indeterminazione, infatti, il mio esempio dei <<guanti>> (lo dico anche ad Ornella che ha posto il quesito) è abbastanza "calzante" ,
infatti ci sarebbe contraddizione con il principio di indeterminazione se volessi misurare i guanti ad Alice e "prevedere" che <<scarpe>> indossa Bob... nel mio esempio guanti e scarpe sono <<complementari>> (complementare è per esempio posizione e quantità di moto), mentre nel sistema entenglement del mio esempio guanti misuro ad Alice e guanti misuro a Bob.


Citazione:
Originalmente inviato da spiritolibero
Noi, come ben sai, non abbiamo la minima idea di cosa accada “fisicamente” nel sistema “particella” prima che essa venga misurata se non che si trova in uno stato di sovrapposizione delle osservabili. Sappiamo inoltre che, due particelle interlacciate mostreranno sempre, dopo le rispettive misurazioni, valori cosiddetti “coerenti”. Quindi è come sa la particella A cominicasse alla particella B: “guarda che mi hanno misurato ed io mi sono manifestata con Spin SU quindi tu devi manifestarti con spin GIU”. Allora quando misureranno la particella B essa non potrà “scegliere a caso” ma “dovrà”, per una costrizione “fisica” imposta dallo stato di Entanglement e dalla misurazione di A, scegliere l’unico valore possibile. Come ha detto Marius in fisica si dice che le probabilità che la'utostato X assuma l'autovalore Y diventano del 100%. Ciò che oggi si ritiene più verosimile è che le particelle rimangano fisicamente in qualche modo “unite”, cioè che vi sia una unione fisica ma per ora non visibile al nostro sistema di osservazione. Essendo unite non vi sarebbe dunque un “segnale” che parte da A e arriva a B ma semplicemente entrambe le particelle “sanno” sempre in che stato è l’altra e si comportano, quando misurate, di conseguenza.

Si io la sapevo un pò differentemente ( in attesa di capire come funziona la teoria di Bohm) proprio perchè non si conosce cosa accada "fisicamente" davo come "base di partenza" la casualità in entrambe le particelle anche <<se>> gli esperimenti ci dicono che la probabilità che Bob assuma lo stato "correlato" (dopo la misurazione di Alice) è del 100%.
Ho voluto affermare questo perché? Proprio perché fino ad oggi non si conosce la relazione fra le due particelle, quindi secondo me non era molto fondato dire che la misurazione della prima particella <<causa>> la misurazione (coerente) della seconda particella poiché non c'è nessun passaggio di informazione tra le due particelle (almeno non come solitamente pensiamo che viaggino le informazioni).

ciao
Il_Dubbio is offline  

 



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