Ennesimo esperimento sull'Entanglement

[lowenz]

http://physicsworld.com/cws/article/news/35404

If two particles are “entangled”, so quantum mechanics says, any tinkering with one can cause an instantaneous change in the other, no matter how separated they are.

Einstein rejected this notion as “spooky action at a distance”. But what if quantum mechanics is not quite right — that the change is not instantaneous, but instigated by a signal transmitted between the two entangled particles? Now an experiment performed in Switzerland has showed that, if such a signal does exist, it would have to travel at least as fast as light, and probably thousands of times faster.

The experiment, which has been performed by Nicolas Gisin and colleagues from the University of Geneva, is similar to other experiments that attempt to test entanglement, albeit on a larger scale. The researchers first entangle two photons at Geneva, and then send them 9 km in opposite directions — due east and west — to interferometers based at the Swiss villages of Jussy and Satigni. At these two locations they look for any interference between the photons. If the interference is above a reasonable level — given by the so-called Bell inequality — it implies the photons are changing their properties instantaneously to suit each other.

Any reference frame

On its own, this experiment would not rule-out the possibility that the photons are signalling to one another. This is because, according to Einstein’s theory of special relativity, the measurements may not be synchronous from the point of view of a moving observer or “reference frame”. In other words, there may be a finite time gap for the signal to be sent.

To get around this, Gisin and colleagues performed their experiment many times over a 12-hour period. The rotation of the Earth throughout this time means that the researchers could put a limit on the duration of the time gap for any reference frame. They found that even for a reference frame that would produce the biggest gap — one moving relative to the Earth at close to the speed of light — the signal itself would have to travel more than 10 times the speed of light. For more realistic reference frames — say, one moving at a thousandth the speed of light relative to Earth — the signal would have to travel even faster, at more than 10,000 times the speed of light (Nature 454 861)

Gisin told physicsworld.com that his team’s work, which is the first time the possibility of any hypothetical reference frame has been taken into account, “confirms the predictions of quantum theory”. He also hopes it will enable other researchers to find a more palatable explanation for the mysteries of entanglement.

[killercode]

teletrasporto quantistico vero?

Non ho capito se questo segnale necessario per avere l'entanglement l'hanno trovato, sperimento, o solo teorizzato...

[lowenz]

Originariamente inviato da killercode

teletrasporto quantistico vero?

Non ho capito se questo segnale necessario per avere l'entanglement l'hanno trovato, sperimento, o solo teorizzato...

E' una cosa a cui si attaccano i sostenitori dell'impossibilità della cosiddetta "azione a distanza", per cui una particella influenza un'altra istantaneamente.
Questa visione delle cose è sempre stata avversata da molti fisici (Einstein in primis): il problema è che l'esperimento dimostrerebbe che se ci fosse un segnale dietro tutto sarebbe superluminare.....il che costituirebbe cmq un bel problema

[killercode]

Effettivamente sarebbe un bel problema.
però se non mi sbaglio hanno già fatto esperimenti riusciti di entanglement quindi come hanno fatto a dare il comando se non è possibile creare l'impulso?

[stbarlet]

Apro un OT.
Leggendo qualcosina sulla(e) teoria(e) delle stringhe ( ma qualcosa di molto superficiale) ho capito che vengono previste matematicamente diverse dimensioni. Ora.. queste dimensioni possono essere percorse da particelle (con/senza massa) ? Qualcosa che medi le forze a distanza..

[lowenz]

http://sciencenow.sciencemag.org/cgi...08/813/3?rss=1

This might be a rare case about which Einstein was wrong. More than 60 years ago, the great physicist scoffed at the idea that anything could travel faster than light, even though quantum mechanics had suggested such a condition. Now four Swiss researchers have brought the possibility closer to reality. Testing a concept called "spooky action at a distance"--a phrase used by Einstein in criticizing the phenomenon--they have shown that two subatomic particles can communicate nearly instantaneously, even if they are separated by cosmic distances.

Alice's Wonderland had nothing on quantum physics, which describes a bizarre state of matter and energy. Not only can the same atom exist in two locations at once, but merely attempting to observe a particle will alter its properties. Perhaps least intuitive is the characteristic called entanglement. As described by quantum mechanics, it means that two entangled particles can keep tabs on each other no matter how far apart they are. Physicists have been trying for decades to determine whether this property is real and what might cause it. In the process, they've uncovered evidence for it but not much about its properties.

Physicist Nicolas Gisin and colleagues at the University of Geneva in Switzerland split off pairs of quantum-entangled photons and sent them from the university's campus through two fiber-optic cables to two Swiss villages located 18 kilometers apart. Thinking of the photons like traffic lights, each passed through specially designed detectors that determined what "color" they were when entering the cable and what color they appeared to be when they reached the terminus. The experiments revealed two things: First, the physical properties of the photons changed identically during their journey, just as predicted by quantum theory--when one turned "red," so did the other. Second, there was no detectable time difference between when those changes occurred in the photons, as though an imaginary traffic controller had signaled them both.

The result, the team reports in tomorrow's issue of Nature, is that whatever was affecting the photons seems to have happened nearly instantaneously and that according to their calculations, the phenomenon influencing the particles had to be traveling at least 10,000 times faster than light. Given Einstein's standard speed limit on light traveling within conventional spacetime, the experiments show that entanglement might be controlled by something existing beyond it. Gisin says that once the scientific community "accepts that nature has this ability, we should try to create models that explain it."

Although the research doesn't demonstrate spooky action at a distance directly, it does provide "a lower boundary for the speed" necessary for the phenomenon, says theoretical physicist Martin Bojowald of Pennsylvania State University in State College. Cosmologist Sean Carroll of the California Institute of Technology in Pasadena says that it's "yet another experiment that tells us quantum mechanics is right" and that there "really is an intrinsic connection between entangled particles, not that some signal passes quickly between them when an observation is performed." And physicist Lorenza Viola of Dartmouth College says there's much more to be determined. "I am sure we are not finished unveiling what the quantum [effects] due to entanglement really are and how powerful they can be."

[Banus]

Originariamente inviato da killercode

Effettivamente sarebbe un bel problema.
però se non mi sbaglio hanno già fatto esperimenti riusciti di entanglement quindi come hanno fatto a dare il comando se non è possibile creare l'impulso?

Non sono sicuro di aver capito cosa intendi, ma probabilmente c'è un fraintendimento. All'inizio di esperimenti di questo tipo le particelle sono già preparate in uno stato entangled; il segnale di cui parla l'articolo è quello (ipotetico) che servirebbe a sincronizzare il comportamento delle due particelle quando vengono misurate a una distanza e a intervalli di tempo che richiederebbero un canale di comunicazione superluminale.

Originariamente inviato da stbarlet

Apro un OT.
Leggendo qualcosina sulla(e) teoria(e) delle stringhe ( ma qualcosa di molto superficiale) ho capito che vengono previste matematicamente diverse dimensioni. Ora.. queste dimensioni possono essere percorse da particelle (con/senza massa) ? Qualcosa che medi le forze a distanza..

Nella teoria delle stringhe propriamente detta, no, perché lo spazio a più dimensioni non è "piatto" (come il piano cartesiano) ma curvo e le dimensioni aggiuntive hanno estensione microscopica. In alcune teorie di brana la gravità può propagarsi nelle dimensioni aggiuntive, le altre forze no. Se vuoi saperne di più prova a cercare "teorie di Kaluza-Klein", "compattificazione", "teoria di Randall e Sundrum".

[killercode]

Originariamente inviato da Banus

Non sono sicuro di aver capito cosa intendi, ma probabilmente c'è un fraintendimento. All'inizio di esperimenti di questo tipo le particelle sono già preparate in uno stato entangled; il segnale di cui parla l'articolo è quello (ipotetico) che servirebbe a sincronizzare il comportamento delle due particelle quando vengono misurate a una distanza e a intervalli di tempo che richiederebbero un canale di comunicazione superluminale.

Ah, ok, mi mancava un pezzo

[wiri]

In realtà il cruccio di Einstein era duplice; egli riteneva che gli elementi di realtà fisica posseduti oggettivamente da un sistema non possono venire influenzati istantaneamente a distanza, ma questa argomentazione viene spesso fraintesa: Einstein non aveva alcuna difficoltà ad ammettere che che eventi lontani possano presentare strette correlazioni e quindi che un'informazione ottenuta in una regione possa a sua volta fornire una più precisa conoscenza dello stato delle cose altrove, ma riteneva invece inaccettabile per qualsiasi schema teorico serio che esso comportasse di dover riconoscere come esistenti proprietà che lo schema non permetteva di descrivere e neppure pensare come oggettivamente possedute dal sistema fisico in esame, a meno di rinuciare alla pretesa di località. In altre parole, l'elemento problematico concernente il singolare comportamento di due particelle in stato entangled era a priori rispetto al fatto che la modificazione dello stato di una particella produceva una modificazione istantanea dell'altra indipendentemente dalla distanza. Tale modificazione in tempo reale, infatti, lo lasciava perplesso se aggiunta al fatto che era impossibile fare affermazioni sullo stato di polarizzazione iniziale delle particelle stesse.
Forse è utile un esempio: prendo due scatole e so che una contiene una pallina nera e l'altra una palliina bianca; prendo le scatole e le allontano, portandole chessò agli estremi opposti della galassia.Prima di aprire una di esse, posso solo asserire che essa avrà una probabilità di 1/2 di contenere la pallina bianca. Ma una volta aperta e scoperto che essa è effettivamente bianca , posso immediatamente inferire che l'altra sarà di certo nera. Ma mentre in questo esempio classico risulta appriopriato asserire che la pallina lontana era nera anche prima e del tutto indipendentemente dall'osservazione del colore dell'altra, secondo la meccanica quantistica e con riferimento allo stato entangled tale asserzione è del tutto illegittima.

[lowenz]

Dal tipo di risposta deduco che tu sia un fisico
Sbaglio?

[wiri]

Sono un sociologo Però da anni mi interesso di questi argomenti, approfittando di alcuni amici laureati in fisica/biologia con cui intrattengo piacevolmente chilometriche discussioni Penso che sia utile per chi ha avuto una formazione nel campo delle scienze umane sapersi quantomeno districare anche nel campo delle scienze naturali no? Naturalmente vale anche il contrario

[stbarlet]

Originariamente inviato da wiri

Sono un sociologo Però da anni mi interesso di questi argomenti, approfittando di alcuni amici laureati in fisica/biologia con cui intrattengo piacevolmente chilometriche discussioni Penso che sia utile per chi ha avuto una formazione nel campo delle scienze umane sapersi quantomeno districare anche nel campo delle scienze naturali no? Naturalmente vale anche il contrario

Averne 1 su 1000 come te cambierebbe l'Italia.

Originariamente inviato da wiri

Forse è utile un esempio: prendo due scatole e so che una contiene una pallina nera e l'altra una palliina bianca; prendo le scatole e le allontano, portandole chessò agli estremi opposti della galassia.Prima di aprire una di esse, posso solo asserire che essa avrà una probabilità di 1/2 di contenere la pallina bianca. Ma una volta aperta e scoperto che essa è effettivamente bianca , posso immediatamente inferire che l'altra sarà di certo nera. Ma mentre in questo esempio classico risulta appriopriato asserire che la pallina lontana era nera anche prima e del tutto indipendentemente dall'osservazione del colore dell'altra, secondo la meccanica quantistica e con riferimento allo stato entangled tale asserzione è del tutto illegittima.

Mi ricorda un po quanto voleva mostrare il gatto di Schroedinger..

Però rimango perplesso a leggere di "segnali" tra due fotoni. I due fotoni devono scambiarsi informazione? Potremmo captare in tempo reale lo stato dell'altra parte della galassia?

[:dissident:]

Originariamente inviato da trias

Però rimango perplesso a leggere di "segnali" tra due fotoni. I due fotoni devono scambiarsi informazione? Potremmo captare in tempo reale lo stato dell'altra parte della galassia?

sì il concetto a quanto pare è proprio questo

[lowenz]

Originariamente inviato da trias

Mi ricorda un po quanto voleva mostrare il gatto di Schroedinger..

Però rimango perplesso a leggere di "segnali" tra due fotoni. I due fotoni devono scambiarsi informazione? Potremmo captare in tempo reale lo stato dell'altra parte della galassia?

Finora l'entanglement si è visto solo su scala di particelle.

[wiri]

Se intendi la possibilità di trasmettere informazioni atraverso l'entanglement quantistico beh, non si può. In primo luogo violerebbe il principio di relatività; in secondo luogo, l'informazione nella meccanica quantistica risiede non nello stato della particella ma nella misura:io non conosco in anticipo lo stato della particella , in quanto tale stato fino al momento in cui effettuo la misura resta in una sovrapposizion e di stati.

[:dissident:]

Originariamente inviato da wiri

Se intendi la possibilità di trasmettere informazioni atraverso l'entanglement quantistico beh, non si può. In primo luogo violerebbe il principio di relatività; in secondo luogo, l'informazione nella meccanica quantistica risiede non nello stato della particella ma nella misura:io non conosco in anticipo lo stato della particella , in quanto tale stato fino al momento in cui effettuo la misura resta in una sovrapposizion e di stati.

mi sembra che abbia chiesto se sia possibile saperne lo stato a distanza in maniera istantanea, non se sia possibile trasmettere informazioni

[wiri]

Originariamente inviato da :dissident:

mi sembra che abbia chiesto se sia possibile saperne lo stato a distanza in maniera istantanea, non se sia possibile trasmettere informazioni

Per trasmettere informazione occorreconoscerne lo stato iniziale, quindi è la stessa cosa.

Originariamente inviato da wiri

Se intendi la possibilità di trasmettere informazioni atraverso l'entanglement quantistico beh, non si può.

Infatti mi sembrava improprio parlare di "segnale" e "trasmettere".
Azione a distanza mi sembra una dicitura più adatta

Originariamente inviato da :dissident:

mi sembra che abbia chiesto se sia possibile saperne lo stato a distanza in maniera istantanea, non se sia possibile trasmettere informazioni

Si.. tipo la istantanea di qualcosa a livello anche su scala particellare come precisa lowenz.. questo perchè si parlava di segnale e non mi sembrava una cosa possibile.
Cioè l'informazione non può viaggiare ad una velocità superiore a quella della luce.. altrimenti dovremmo fare a meno dei nostri modelli.

Per me è difficilissimo parlare di queste cose perchè cado sempre in paradossi.. partendo dal principio di indeterminazione.. dalla interpretazione di Copenhagen.. se una particella ha un comportamento modellato come casuale ma è instrinsecamente deterministico e poi iniziamo a parlare di entanglement -> correlazione con altre particelle allora come si spiega la correlazione? come si modella il legame che assicura la correlazione del comportamento? come "viaggia" la relazione.. spostamento istantaneo di informazione?

[wiri]

Originariamente inviato da trias

Per me è difficilissimo parlare di queste cose perchè cado sempre in paradossi.. partendo dal principio di indeterminazione.. dalla interpretazione di Copenhagen.. se una particella ha un comportamento modellato come casuale ma è instrinsecamente deterministico e poi iniziamo a parlare di entanglement -> correlazione con altre particelle allora come si spiega la correlazione? come si modella il legame che assicura la correlazione del comportamento? come "viaggia" la relazione.. spostamento istantaneo di informazione?

Di cosa parli quando dici "intrinsecamente deterministico?"In ogni caso, l'esistenza della correlazione implica l'adottare una concezione non-locale e olistica dell'universo: non si può concepire il mondo come costituito da tanti pezzettini distinti, in quanto fino a quando non si effetua la misurazione, le due particelle vanno considerate un'entità singola, anche se distanti anni luce l'una dall'altra.E, ripeto, non c'è alcun spostamento di informazione.