EPR-paradox
De EPR-paradox is een vroege en sterke kritiek op de kwantummechanica. Albert Einstein en zijn medewerkers, Boris Podolsky en Nathan Rosen, zeiden dat Niels Bohr, Werner Heisenberg en de andere wetenschappers in Kopenhagen het mis hadden over de onzekerheid. Heisenberg beweerde dat je nooit, op een bepaald moment, zowel de positie als het momentum (of de snelheid, of de baan) van een atoomgroot of kleiner deeltje zou kunnen weten. Het idee was dat de twee niet tegelijkertijd konden worden gemeten, en dat zodra de ene werd gemeten er een verandering zou optreden en je niet hetzelfde antwoord zou krijgen voor de andere die je zou hebben gekregen als je het eerst had gemeten. Einstein en zijn groep zeiden dat Heisenberg nog eens moest nadenken. Stel dat je twee hele kleine deeltjes had. Je hebt het gewicht van elk van hen gemeten en ze dan aan elkaar geplakt. Je gaf ze een klein duwtje. Toen brak iets ze uit elkaar. Ze zouden beide posities en snelheden moeten hebben die met elkaar in verband staan. Dus als je de positie van één van hen hebt gemeten, dan is het zo dat zelfs als je aannam dat Heisenberg gelijk had en je zijn snelheid niet kon verknoeien tijdens het meten, dat toch niet betekende dat hij nooit een bepaalde snelheid had. Als bewijs zei Einstein dat je vervolgens de snelheid van het tweede deeltje kon meten en omdat alles wiskundig gezien met elkaar in verband stond, zou je dan de snelheid van het eerste deeltje kennen.
Er was een manier waarop Heisenberg gelijk kon hebben, een reden dat Einstein dacht dat het onzin was: Wat als het meten van de positie van het eerste deeltje de snelheid van het tweede deeltje zou verknoeien. Dat zou als bij toverslag zijn. Hoe zou iemand zo'n invloed kunnen verklaren? Stel dat de twee deeltjes heel snel wegkwamen en dat er een lange tijd voorbij was gegaan. Als iets wat met het eerste deeltje gebeurde het tweede deeltje op de een of andere manier zou beïnvloeden, dan zou de invloed ervan sneller moeten gaan dan de snelheid van het licht, wat onmogelijk is. Natuurkundigen zoals Erwin Schrödinger suggereerden dat de relatie in positie en snelheid misschien gewoon geleidelijk zou verdwijnen. Schrödinger noemde het verband tussen de twee deeltjes (en iets dergelijks dat met andere dingen gebeurde) "verstrikking".
"Spookachtige actie op afstand", zoals Einstein het noemde, is een manier om deze paradox te begrijpen. Einstein kon niet weten dat toekomstige experimenten zouden aantonen dat er sprake is van verstrengeling. Uiteindelijk liet John Stewart Bell wiskundig zien dat er geen manier is om verborgen variabelen te verklaren voor experimentele resultaten die verstrengeling laten zien.
Vragen en antwoorden
V: Wat is de EPR-paradox?
A: De EPR-paradox is een vroege en sterke kritiek op de kwantummechanica die naar voren werd gebracht door Albert Einstein, Boris Podolsky en Nathan Rosen. Zij betoogden dat Niels Bohr, Werner Heisenberg en andere wetenschappers in Kopenhagen zich vergisten in de onzekerheid.
V: Wat beweerde Heisenberg?
A: Heisenberg beweerde dat u nooit voor een bepaalde tijd zowel de positie als het momentum (of de snelheid of de baan) van om het even welk atoom-grootte of kleiner deeltje zou kunnen kennen. Men dacht dat het meten van het ene een verandering in het andere zou veroorzaken, zodat ze niet tegelijkertijd konden worden gemeten.
V: Hoe reageerde Einstein op deze bewering?
Antwoord: Einstein zei dat als twee zeer kleine deeltjes aan elkaar worden geplakt nadat hun gewicht is gemeten en vervolgens een duw krijgen voordat ze weer uit elkaar worden gehaald, ze posities en snelheden moeten hebben die met elkaar in verband staan. Dus als u de positie van een deeltje meet, zelfs als het daarbij zijn snelheid verknoeit, moet het nog steeds een bepaalde snelheid hebben gehad vóór de meting.
V: Welke verklaring gaf Erwin Schrödinger voor deze paradox?
A: Erwin Schrödinger suggereerde dat het verband tussen positie en snelheid misschien geleidelijk zou verdwijnen; hij noemde dit verband tussen twee deeltjes "verstrengeling". Dit fenomeen werd door Einstein "spooky action at a distance" genoemd.
V: Geloofde Einstein dat verstrengeling bestond?
A: Nee, Einstein kon niet weten dat toekomstige experimenten het bestaan van verstrengeling zouden aantonen.
V: Wie heeft wiskundig bewezen dat verstrengeling bestaat?
A: John Stewart Bell toonde wiskundig aan dat verborgen variabelen op geen enkele manier het bestaan van verstrengeling kunnen verklaren.
