Paradosso di Einstein-Podolsky-Rosen
Il paradosso dell'EPR è una critica precoce e forte alla meccanica quantistica. Albert Einstein e i suoi collaboratori, Boris Podolsky e Nathan Rosen, hanno affermato che Niels Bohr, Werner Heisenberg e gli altri scienziati di Copenhagen si sbagliavano sull'incertezza. Heisenberg sosteneva che non si può mai sapere, per una sola volta, sia la posizione che la quantità di moto (o velocità, o traiettoria) di una qualsiasi particella delle dimensioni di un atomo o più piccola. L'idea era che i due non potevano essere misurati contemporaneamente, e che non appena uno fosse stato misurato si sarebbe verificato un cambiamento e non si sarebbe ottenuta la stessa risposta per l'altro che si sarebbe avuta se lo si fosse misurato per primo. Einstein e il suo gruppo hanno detto che Heisenberg dovrebbe ripensarci. Supponiamo di avere due particelle molto piccole. Hai misurato il peso di ognuna di esse e poi le hai attaccate insieme. Hai dato loro una piccola spinta. Poi qualcosa le ha spezzate. Dovrebbero avere sia posizioni che velocità correlate. Quindi, se si misura la posizione di una di esse, anche se si supponeva che Heisenberg avesse ragione e non si poteva incasinare la sua velocità nel processo di misurazione, sicuramente questo non significava che non avesse mai avuto una velocità definita. A titolo di prova, Einstein disse che si poteva misurare la velocità della seconda particella e, dato che tutto era matematicamente correlato, si poteva conoscere la velocità della prima particella.
C'era un modo in cui Heisenberg poteva avere ragione, una ragione che Einstein considerava una sciocchezza: E se misurare la posizione della prima particella avrebbe incasinato la velocità della seconda particella. Sarebbe come una magia. Come si potrebbe spiegare una tale influenza? Supponiamo che le due particelle si allontanassero molto velocemente e che fosse passato molto tempo. Se qualcosa che è accaduto alla prima particella ha in qualche modo influenzato la seconda particella, la sua influenza dovrebbe viaggiare più veloce della velocità della luce, il che è impossibile. Fisici come Erwin Schrödinger hanno suggerito che forse il rapporto di posizione e velocità si sarebbe in qualche modo allontanato gradualmente. Schrödinger chiamava il collegamento tra le due particelle (e qualsiasi cosa simile che sia successa ad altre cose) "intreccio".
"L'azione spettrale a distanza", come la chiamava Einstein, è un modo per capire questo paradosso. Einstein non aveva modo di sapere che gli esperimenti futuri avrebbero dimostrato l'esistenza dell'ingarbugliamento. Alla fine, John Stewart Bell dimostrò matematicamente che non c'è modo che variabili nascoste possano dare conto dei risultati sperimentali che mostrano l'intreccio.
Domande e risposte
D: Cos'è il paradosso EPR?
R: Il paradosso EPR è una prima e forte critica alla meccanica quantistica avanzata da Albert Einstein, Boris Podolsky e Nathan Rosen. Essi sostenevano che Niels Bohr, Werner Heisenberg e altri scienziati di Copenhagen si sbagliavano sull'incertezza.
D: Cosa sosteneva Heisenberg?
R: Heisenberg sosteneva che non si poteva mai conoscere, in un determinato momento, sia la posizione che la quantità di moto (o la velocità o la traiettoria) di qualsiasi particella di dimensioni atomiche o più piccole. Si pensava che la misurazione di una avrebbe causato un cambiamento nell'altra, quindi non potevano essere misurate contemporaneamente.
D: Come ha risposto Einstein a questa affermazione?
R: Einstein ha detto che se due particelle molto piccole vengono bloccate insieme dopo aver misurato i loro pesi e poi ricevono una spinta prima di essere separate di nuovo, dovrebbero avere posizioni e velocità correlate tra loro. Pertanto, se si misura la posizione di una particella, anche se questa sbaglia la sua velocità nel farlo, deve comunque avere una velocità definita prima della misurazione.
D: Quale spiegazione suggerì Erwin Schrödinger per questo paradosso?
R: Erwin Schrödinger suggerì che forse la relazione tra posizione e velocità sarebbe gradualmente scomparsa in qualche modo; chiamò questa connessione tra due particelle 'entanglement'. Questo fenomeno fu definito da Einstein come "azione spettrale a distanza".
D: Einstein credeva che l'entanglement esistesse?
R: No, Einstein non aveva modo di sapere che gli esperimenti futuri avrebbero dimostrato l'esistenza dell'entanglement.
D: Chi ha dimostrato matematicamente l'esistenza dell'entanglement?
R: John Stewart Bell ha dimostrato matematicamente che le variabili nascoste non possono spiegare i risultati sperimentali che dimostrano l'esistenza dell'entanglement.
