О возможности сверхсветовой передачи информации в рамках стандартной КМ

[lapay]

Сверхсветовая передача информации – последний бастион в окончательном подтверждении нелокальности квантовой механики. Можно показать, что эта нелокальность есть следствием действия законов сохранения в рамках любой дискретной теории. Рассматривая проблему сверхсветовой передачи информации (СПИ), надо исходить из существования «локальных» интерпретаций квантовой механики – интерпретации Д. Бома или «стохастической» интерпретации. Поэтому СПИ возможна только в виде нелокального изменения корреляции движения нескольких частиц (изменение их «запутанности»). То, что такой процесс принципиально невозможен для квантовых систем, содержащих более двух частиц, строго не доказано. В статье «О возможности сверхсветовой передачи информации в рамках стандартной квантовой механики.» (http://vlapay.narod.ru/superlum.doc) впервые предложен способ СПИ, не нарушающий соотношение неопределённостей. Принципиальная возможность подобных эффектов давно подтверждена экспериментально при наблюдении интерференции бифотонов. В статье строго доказано, что СПИ не приводит ни к каким причинно-следственным парадоксам в рамках теории относительности. Предположительно, любые «нестандартные» способы синхронизации удалённых часов, в том числе и СПИ, не противоречат теории относительности. Надеюсь, что текст статьи будет интересен как любителям Физики, так и профессионалам.

[talisman]

Нарушение СТО 

[lapay]

Сначала неплохо было бы прочитать саму статью. В том числе, в ней  рассматривается и эта проблема.

[dzver]

Еще в введении, вы неправильно понимаете проблему с нарушением причинности и "решаете не ту задачу".
Нарушение причинности при сверхсветовых сигналов в СТО возникает не при односторонней передачи сигнала, а при двухсторонней передачи сигнал-ответ где получается что ответ придет в точки выпуска сигнала прежде сам сигнал был испущен; по одних и тех же часов покоящихся именно в етой точке выпуска сигнала.
Ето не является артефактом синхронизации, и нельзя никак устранить (кроме чем отречься от преобразований СТО как таковых).
(aртефактом синхронизации может являться только односторонная скорость света, но время туда-сюда всегда должно быть меньше чем 2L/c)
Дальше не читал.

[george telezhko]

интересная статья, надо вникнуть

[Пенелопа]

Я была хотела получить ответы на заданные мною в другой теме вопросы. Тем более, что большинство ссылок  по делу на итальянском языке.   
Вот они
1 Что Вы подразумеваете под "стандартной квантовой механикой".
2  что Вы подразумеваете под "передачей информации" . Так как это не термин КМ (по крайне мере не общепринятый). Что Вы передаете в  рамках  терминов КМ.
3 Что значть  "предложен способ передачи ". В терминах КМ что Вы сделали.
4 "не нарушающий соотношение неопределённостей".  КМ не сводится к  "соотношение неопределённостей". Вы проверили только одно свойство или всю КМ? И точно КМ?
5 "необратимый коллапс волновой функции".   Насколько это сочетается со свойствами волновой функции.
6 Что такое  "операциональное определение понятия «обратимость"".   Вы ввели новый оператор или выразили через имеющиеся? И через какие?

[lapay]

Еще в введении, вы неправильно понимаете проблему с нарушением причинности и "решаете не ту задачу".
Нарушение причинности при сверхсветовых сигналов в СТО возникает не при односторонней передачи сигнала, а при двухсторонней передачи сигнал-ответ где получается что ответ придет в точки выпуска сигнала прежде сам сигнал был испущен; по одних и тех же часов покоящихся именно в етой точке выпуска сигнала...
Дальше не читал.

Интересно, каким это образом гипотетические сверхсветовые волны в вакууме могут нарушать принцип причинности? Для спиральных дислокаций - полных двумерных аналогов электромагнитных зарядов, максимальной есть скорость звуковых поперечных волн. Объясните, каким образом световые (сверхзвуковые) волны могут нарушать принцип причинности? Единственно, что они могут, то это определить "абсолютную" скорость движения, и то в рамках теории относительности. Прочитайте гл.7.
Если для Вас моё мнение ничего не значит, прочитайте статью Б.Б. Кадомцева "Динамика и информация" стр.515 http://ufn.ru/ufn94/ufn94_5/Russian/r945a.pdf , где тоже обосновывается возможность сверхсветового телеграфа. Или для Вас мнение главного редактора (в то время) журнала УФН тоже ничего не значит? Думаю, что он знал КМ и СТО не меньше Вашего. Хотя, вряд ли я дождусь ответа.

[lapay]

Уважаемая Пенелопа. Вы задаёте слишком много вопросов. Я физически не могу на все ответить. Вы, пожалуйста, выбирете, для начала, один, самый важный на Ваш взгляд. Я на него отвечу.

[Пенелопа]

Уважаемая Пенелопа. Вы задаёте слишком много вопросов. Я физически не могу на все ответить. Вы, пожалуйста, выбирете, для начала, один, самый важный на Ваш взгляд. Я на него отвечу.

Простите, я не понимаю  Вас.  Эти ответы у Вас должны быть.  И ответить на них можно буквально в пару слов . Ну давайте на первые два вопроса.
1 Что ВЫ называете  "стандартной квантовой механикой".  Назовите том Ландау-Лившица или основное уравнение.
2 Что Вы передаете. Термина информация в квантовой механики нет. Поэтому вопрос, что Вы передаете.

[lapay]

1. Уравнение Шредингера.
2. Изменение регистрируемой матрицы плотности.

[markal]

Термина информация в квантовой механики нет. 

Это точно.
Добавлю подробности. Понятие информации, которое мы используем, связано только с осуществлением событий, происходящих в макромире. Без событий, которые могут быть зафиксированы прибором или человеком, говорить про информацию в макромире бессмысленно. А в микромире господствует только потенциальный случай, и  событий в период между взаимодействиями частиц друг с другом (или классическими приборами наблюдения) там нет. Нет потому, что любое событие между актами взаимодействия двух микрочастиц друг с другом, соответствовало бы наличию у микрочастиц неких скрытых параметров (например, места или времени осуществления события), чего, как показала квантовая механика, не может быть. (В микромире мы наблюдаем взаимодействия частиц, реализованные в виде случайных событий, но эти события происходят уже в макромире). Поэтому если в микромире и существует некий аналог понятия информации, то он не может совпадать с понятием информации в макромире, существенно использующим понятие "событие".

[talisman]

Термина информация в квантовой механики нет

Зато есть волновая функция - это и есть информация. А передача этой функции другим частицам (взаимодействие) и есть событие.

[dzver]

Интересно, каким это образом гипотетические сверхсветовые волны в вакууме могут нарушать принцип причинности? Для спиральных дислокаций - полных двумерных аналогов электромагнитных зарядов, максимальной есть скорость звуковых поперечных волн. Объясните, каким образом световые (сверхзвуковые) волны могут нарушать принцип причинности? Единственно, что они могут, то это определить "абсолютную" скорость движения, и то в рамках теории относительности. Прочитайте гл.7.

Скорость звуковой волной /на отличие от световой/ зависит от инерциальной системе отсчета в котором она меряется.
Суть СТО не (только) в том, что скорость света не зависит от скорости излучателя, а в том что скорость света не зависит от системе отсчета.  Почувствуйте разницу...

Конечно сверхсветовые скорости *сами по себе* причинности не нарушают. Например, если пользуемся преобразований Галлилея. Я же вам написал, что если "отречься от преобразований СТО как таковых" все будет нормально.

Если для Вас моё мнение ничего не значит, прочитайте статью Б.Б. Кадомцева "Динамика и информация" стр.515 http://ufn.ru/ufn94/ufn94_5/Russian/r945a.pdf , где тоже обосновывается возможность сверхсветового телеграфа. Или для Вас мнение главного редактора (в то время) журнала УФН тоже ничего не значит? Думаю, что он знал КМ и СТО не меньше Вашего. Хотя, вряд ли я дождусь ответа.

Насчет причинности... Я конечно могу также отослать вам к "мнений авторитетов". Однако ето бессмысленно. Все очень легко можно проверить самому, и соответно необходимость "верить или нет кому-то" отпадает.
Рассуждение доказывающее ето в СТО можно скицировать так:
- Так как интервал инвариантен, то сверхветовой сигнал в ИСО1 будет сверхсветовым в каждой другой системе ИСО2
- Пусть даны две одноместные, но разновременные события A1 и А2 в ИСО1 (например, пусть ето две события которые происходят с излучателем в разные моменты времени; излучатель покоится в ИСО1). Пусть также дано событие B в ИСО1 такое что интервалы А1-B и А2-B оба пространственноподобны, и в ИСО1 B происходит после А2.
- Поскольку B в ИСО1 происходит после А2, если сверхсв. сигналы возможны то в ИСО1 можно послать такой с источника к B в момент А2 по часах источника, т.е. А2->B
- Если сверхсветовые сигналы возможны, то существует такая ИСО2, где из-за относительности одновременности событие А1 происходит после события B; и соответно существует сверхсветовой сигнал в етой ИСО2 который связывает В->A1.
Следовательно, в ИСО2 можно послать "ответный" сигнал B->A1 который придет в источника прежде чем сигнал A2->B которому он является ответом, был послан источником.

Далее доказать, что ето не зависит от выбора внутренней синхронизаций часов в ИСО1 и ИСО2 можно разными способами - но распространяться на етом надоело (можете просмотреть ветку Che где ето дискутировалось).

Хотя, "на пальцах" можно привести следующий пример. Из СТО следует что близнец который уходит-приходит в ИСО где его братец покоится, будет моложе своего брата после прихода. Етот еффект - не относительный, он не зависит из синхронизаций часов разбросанных в пространстве (вне точки сравнения), поскольку сравняется отставание показаний после совмещения часов в одной точке.
В граничном случае когда скорость войяжа стремилась к с, время прошедшее по часов путешествующего близнеца стремится к нулю. Теперь, сколько по-вашему будет время прошедшее по часов путешествующего близнеца если он двигался со скорости > c?
 
В связи с Кадомцева - вы прочитали что он там пишет? В частности перечитайте его "дополнительные ограничения" А,B,C которые как он сам признает нарушают принцип относительности /и в итоге из СТО ничего не остается/. Насчет утверждения "С" даже он допустил /я не понял существенную ли дальше/ смысловую ошибку говорить про "систем отсчета которые причинно связаны друг с другом". Про причинной связанности систем отсчета говорить бессмысленно; причинно связанными могут быть события. А каждое событие "принадлежит" одновременно всевозможных систем отсчета. Итого, если существует хоть одна пара причинно связанных событий, у него "инф. связанными" оказываются все системы отсчета.
Как бы там ни было, наконец у него все сводится к тому что он "сверхсветовая коммуникация" возможна если "модифицировать" СТО /путем "ограничений А,B,С"/. Что совпадает с тем что я сказал в самом начале так как ето уже не СТО а хрен знает что.
Не говоря уже что дальше у него изложение опять неконсистентно...
Путем общих рассуждений он наконец говорит что в его "модифицированной СТО" нельзя отрицать возможность сверхсветовой передачи путем нелокальных корреляций; при етом, нигде не учитывая что квантовая механика линейна - из чего *независимо от СТО* следует что только через нелокальных корреляций спутанных состояний передать инфу вообще нельзя. Т.е. ему придется "модифицировать" не только СТО, а переделать и квантовую механику:
Например, если поместить источник запутанных електронных пар (v < c) значительно ближе к одного детектора, то можно добиться что события измерений будут удалены на временноподобном интервале - и тем не менее, манипулируя детекторами передать инфу опять нельзя (независимо от того, что в етом раскладе такая передача инфы СТО не противоречила бы).
Вообще непонятно почему ему нужно ссылаться на квантовой механики если у него "модификация СТО" предположительно и так уже допускает сверхсветовых сигналов?
Пусть не главный редактор а сам господь бог.... у нас же собственные головы есть на плечах.
Конечно я могу ошибаться, если конкретно объясните в чем то буду благодарен.

[Пенелопа]

1. Уравнение Шредингера.

Только? Впрочем у Вас просто в тексте написано, что Вы используете.  Почему Вы используете нерелятивисткую квантовую механику?   

2. Изменение регистрируемой матрицы плотности.

Матрица плотности не  бывает регистрируемой, это оператор, с помощью которого можно вычислить средние значения в квантовой статистической механики. Не она сам региструется, и потом при чем   "передача информации"  если у Вас  статисчтиский ансамбль частиц.

Вообще Вы столько много говорили, об академиках, которые не видят своих ошибок, поэтому стоило бы ожидать, что Вы действительно пишите грамотною

Сначала про сверхсветовую скорость я пропускаю, просто потому, что это мне не очень интересно,  хотя я думаю кто любит ОТО вот этим ". Если наблюдатель находится внутри движущейся системы отсчёта, то он может различными симметричными способами синхронизировать пространственно разделённые вдоль вектора скорости часы - обмениваясь сигналами, механической передачей или любым другим способом" очень заинтересуется.
Далее у Вас идет параграф 2.  Вы почему решили дать ортогональное определение фаз. Фаза (колебаний, а не кристаллическая) давно определена. Это периодически изменяющийся аргумент функции, описывающий колебательный или волновой процесс.    После этого Вы сразу пишите "Предположим, что на один вход 50% смесителя (например, полупрозрачного зеркала рис.1) поступает серия одинаковых состояний ".  Состояния поступать не могут. В квантовой механике вопрос о проведение измерений отдельно рассматривается и требует знания волновой функции прибора.  При чем в этом месте Вы не на что не ссылаетесь. Вы обращаетесь с волновыми функциями особенно не задумываясь, что это такое вообще.  Они у Вас становятся векторами!   Двумерными.   Хотя это функциия по координатам системы, и только
для одно-частичной функциии эти произведения дифференциалов этмх координат совпает с элементом объема, трехмерном, разумеется.
Ничего удивитетельного, что  далее Вы пишите "Двумерный вектор состояния    удобно выражать в виде комплексного числа, именно поэтому в основе квантовой механики лежат комплексные числа, а их модуль пропорционален вероятности «щелчка» измерительной аппаратуры.".    Первая часть этой фразу просто какая то бессмыслица,  так как  в основе физической теории лежат физические постулаты, а не математические представления.   А во второй части Вы забываете,  что в квантовой механики берется не модуль, и даже не квадрат, а произведение фунцкции на сопряженную функцию. И вероятность нахождения системы в элементе объема равен этом квадрату умноженному на произведение дифференциалов координат. Тут нельзя говорить о пропорциональности, поскольку надо проводить интегирования  этой функции по  части конфигурационного пространства. 

[markal]

Зато есть волновая функция - это и есть информация. А передача этой функции другим частицам (взаимодействие) и есть событие.

А Вы знаете, что такое волновая функция?
Если это материя, то это не информация (Винер)
Если это энергия, то это не информация (Винер)
Если это нечто, присутствующее в чьей-либо голове, то это не информация (Эшби)
Ну, и т.д.

[Пенелопа]

Зато есть волновая функция - это и есть информация. А передача этой функции другим частицам (взаимодействие) и есть событие.

Волновую функцию невозможно передать. У Вас смайлик не пропушен?

[talisman]

Волновую функцию невозможно передать. У Вас смайлик не пропушен?

Это и теория миров Эверетта - толкование одного и того же явления. Будучи супернаблюдателем вы бы видели все состояния кванта одновременно, и могли бы сказать что функция - действительно передается. Но будучи редукцией оной (обычный наблюдатель) - нет никаких доказательств.

[Пенелопа]

Волновую функцию невозможно передать. У Вас смайлик не пропушен?

Это и теория миров Эверетта - толкование одного и того же явления. Будучи супернаблюдателем вы бы видели все состояния кванта одновременно, и могли бы сказать что функция - действительно передается. Но будучи редукцией оной (обычный наблюдатель) - нет никаких доказательств.

Мы обсуждаем "стандартную квантовую механику", а то, что Вы написали не так даже в теоории миров Эверетта. Тем более, что в нашем мире волновая функия остается волновой функцией.

[lapay]

Конечно сверхсветовые скорости *сами по себе* причинности не нарушают. Например, если пользуемся преобразований Галлилея. Я же вам написал, что если "отречься от преобразований СТО как таковых" все будет нормально.

Но ведь сверхсветовые сигналы как раз и позволяют экспериментально осуществить любую «нестандартную» (с точки зрения СТО) синхронизацию удалённых часов, в том числе и преобразования Галилея.

Теперь, сколько по-вашему будет время прошедшее по часов путешествующего близнеца если он двигался со скорости > c?

А с чего Вы взяли, что можно двигаться быстрее скорости света? Сколько не разгоняй «солитонную ракету», невозможно достичь скорости звука. Быстрее максимальной скорости может двигаться только принципиально иная форма материи. Для звуковых солитонов такой формой материи есть электромагнитные волны. В квантовой механике вещество тоже не может двигаться быстрее скорости света. Но, в ней могут существовать теоретически и экспериментально доказаная нелокальная связь (корреляции). Их материальный носитель нам пока не известен, но это такая же «принципиально иная форма материи».

В связи с Кадомцева - вы прочитали что он там пишет? …
Например, если поместить источник запутанных електронных пар (v < c) значительно ближе к одного детектора, то можно добиться что события измерений будут удалены на временноподобном интервале - и тем не менее, манипулируя детекторами передать инфу опять нельзя (независимо от того, что в етом раскладе такая передача инфы СТО не противоречила бы).
Вообще непонятно почему ему нужно ссылаться на квантовой механики если у него "модификация СТО" предположительно и так уже допускает сверхсветовых сигналов?

У Кадомцева написано много и запутано. Но суть его предложения понятна: коллапс происходит мгновенно в системе неподвижного центра масс квантовой системе. В этом случае коллапс (сверхсветовая передача информации) действительно не нарушает СТО, но в этом случае может нарушаться соотношение неопределённостей. Ведь всегда найдётся такая ИСО, в которой в одной точке волновая фуккция уже изменилась, а в другой, пространственно удалённой, ещё не изменилась. Поэтому СПИ может мгновенно происходить только в одной, выделенной системе координат, не зависимо от скорости движения квантовой системе, а это позволяет определить «абсолютную» скорость движения. Но, даже в этом случае, предположительно, нет нарушения СТО – прочитайте п.7.

Нарушение причинности есть объективное событие, не зависимо от того, в рамках какой теории - СТО или преобразованиях Галилея оно происходит. Поэтому, если Вы согласны с тем, что в рамках преобразований Галилея СПИ не нарушает принцип причинности, то, может мы перейдём к рассмотрению п.2?

[talisman]

Мы обсуждаем "стандартную квантовую механику", а то, что Вы написали не так даже в теоории миров Эверетта. Тем более, что в нашем мире волновая функия остается волновой функцией.

Не так описано но суть одна и так же. И миры Эверета и волновая функция скрывают в себе множество вариантов. Собственно просто разное толкование. Но миры Эверетта позволяют более наглядно продемонстрировать процесс так сказать