Student World

EPR paradox je název myšlenkového experimentu, který vymysleli v roce 1935 Einsteinovi spolupracovníci Boris Podolski a Nathan Rosen (počáteční písmena příjmení trojice autorů dávají zkratku EPR). Celý pokus vymysleli s jediným cílem – dostat do úzkých kvantovou teorii.

Podstatou experimentu je, že vzhledem k platným zákonům zachování musí mít např. dvě částice vniklé určitým procesem opačné hodnoty spinu. Částice se následně rozletí daleko od sebe, přičemž zatím je u obou stejná pravděpodobnost, že budou mít veličinu o určité hodnotě (tj. 0,5 pro obě možnosti).
Ve chvíli, kdy jednu z částic podrobíme měření, její vlnová funkce zkolabuje do určité konkrétní hodnoty. V ten samý okamžik ovšem musí zkolabovat i druhá vlnová funkce do opačného spinu. Jak se ale jedna z částic dozví, že druhá byla změřena? Informace se musí přenést rychleji než světlo, rychlostí vlastně nekonečnou. Vlnová funkce neposkytuje tedy úplný popis systému, zůstává "něco navíc".

Experiment, ač byl původně zamýšlen jako úder proti kvantové mechanice, se posléze se obrátil spíše proti teorii relativity. Většina fyziků přijala interpretaci, podle které dojde k přenosu skutečně rychleji než rychlostí světla (zde samozřejmě můžeme diskutovat, zda se jedná o přenos informace v pravém slova smyslu). Je to pouhý spor o slovíčka a interpretace, nebo lze rozhodnout i nějak experimentálně?
John Bell posléze skutečně vymyslel způsob testování, zda je u EPR paradoxu správná interpretace Einsteina (totiž že vlnová funkce neobsahuje úplný popis reality) a Bohrova (pokud provedeme určité měření, změníme stav systému, byť by se to mělo projevit na druhém konci vesmíru).
Přesněji řečeno, testuje se otázka lokálnosti. Měříme ony dvě opačné částice vždy náhodně v některých směrech, které lze označit jako X Y Z (půjde o souřadné osy). Pokud naměříme X+, bude mít druhá částice hodnotu X- – pokud ji ovšem zrovna budeme měřit, což se děje náhodně. Posléze sečteme počet měření, kdy jsme naměřili např. X+ u jedné a Y+ u druhé částice.
Bell dokázal, že důležité je zkoumat platnost (nero)rovnice
n(X+, Y+) je menší nebo rovno n(X+, Z+) + n(Y+, Z+)

Většina výsledků (prováděných pro protony a fotony) vedla k závěru, že tato rovnice neplatí, tj. neplatí princip lokálnosti a částice spolu interagují i za předpokladu, že jsou od sebe "nekonečně" vzdálené v prostoru. Pravdu má kvantová mechanika a nikoliv teorie relativity.

Otázka autora článku: Není mi ovšem příliš jasný vztah uvedené rovnice k otázce lokality. Je logické, pokud jsou všechny stavy stejně pravděpodobné, pak součet dvou stavů bude vyšší než zastoupení stavu jediného v rámci dostatečně dlouho prováděného experimentu. Vlastnost první částice X+ určuje vlastnost párové částice X-, nikoliv však hodnotu v souřadnici Y. Totéž platí pro další kombinace. Z tohoto pohledu se mi pak zdá, že nerovnice by měla platit, dokonce by pro velké soubory mělo platit
n(X+, Y+) = [n(X+, Z+) + n(Y+, Z+)]/2
Kde je v mých úvahách chyba?

autor Pavel Houser