भौतिकी में ईपीआर विरोधाभास

EPR विरोधाभास (या आइंस्टीन-पोडॉल्स्की-रोसेन विरोधाभास) एक विचार प्रयोग है जिसका उद्देश्य क्वांटम सिद्धांत के प्रारंभिक योगों में निहित विरोधाभास को प्रदर्शित करना है। यह सबसे प्रसिद्ध उदाहरणों में से है बहुत नाजुक स्थिति. विरोधाभास शामिल है दो कण जो क्वांटम यांत्रिकी के अनुसार एक दूसरे से उलझे हुए हैं। के नीचे कोपेनहेगन व्याख्या क्वांटम यांत्रिकी की, प्रत्येक कण व्यक्तिगत रूप से अनिश्चित स्थिति में होता है जब तक कि इसे मापा नहीं जाता है, जिस बिंदु पर उस कण की स्थिति निश्चित हो जाती है।

ठीक उसी क्षण, दूसरे कण की स्थिति भी निश्चित हो जाती है। इसका कारण यह है कि इसे एक विरोधाभास के रूप में वर्गीकृत किया गया है, यह प्रतीत होता है कि इसमें दो कणों के बीच संचार शामिल है प्रकाश की गति से अधिक गति, जो एक संघर्ष है अल्बर्ट आइंस्टीनकी सापेक्षता का सिद्धांत.

विरोधाभास आइंस्टीन और के बीच एक गरमागरम बहस का केंद्र बिंदु था नील्स बोह्र. आइंस्टीन बोह्र और उनके सहयोगियों द्वारा विकसित क्वांटम यांत्रिकी (कभी-कभी, आइंस्टीन द्वारा शुरू किए गए काम पर आधारित) के साथ सहज नहीं थे। अपने सहयोगियों बोरिस पोडोलस्की और नाथन रोसेन के साथ, आइंस्टीन ने ईपीआर विरोधाभास को यह दिखाने के एक तरीके के रूप में विकसित किया कि सिद्धांत भौतिकी के अन्य ज्ञात कानूनों के साथ असंगत था। उस समय, प्रयोग को अंजाम देने का कोई वास्तविक तरीका नहीं था, इसलिए यह सिर्फ एक सोचा प्रयोग या gedankenexperiment था।

कई साल बाद, भौतिक विज्ञानी डेविड बोहम ने ईपीआर विरोधाभास का उदाहरण संशोधित किया ताकि चीजें थोड़ी स्पष्ट हो सकें। (मूल रूप में विरोधाभास प्रस्तुत किया गया था कुछ भ्रामक था, यहां तक ​​कि पेशेवर भौतिकविदों के लिए भी।) अधिक लोकप्रिय बोहम में सूत्रीकरण, एक अस्थिर स्पिन 0 कण दो अलग-अलग कणों में विभाजित होता है, कण ए और कण बी, इसके विपरीत में बढ़ते हैं दिशाओं। क्योंकि प्रारंभिक कण में स्पिन 0 था, दो नए कण स्पिन का योग शून्य के बराबर होना चाहिए। यदि पार्टिकल ए में स्पिन +1/2 है, तो पार्टिकल बी में स्पिन -1/2 (और इसके विपरीत) होना चाहिए।

फिर, क्वांटम यांत्रिकी की कोपेनहेगन व्याख्या के अनुसार, जब तक एक माप नहीं किया जाता है, न तो कण की एक निश्चित स्थिति होती है। वे दोनों सकारात्मक या नकारात्मक स्पिन होने की संभावित संभावना (इस मामले में) के साथ संभव राज्यों के एक सुपरपोजिशन में हैं।

यहाँ काम में दो मुख्य बिंदु हैं जो इस परेशानी का कारण बनते हैं:

1. क्वांटम भौतिकी कहती है कि, माप के क्षण तक, कण ऐसा न करें लीजिये निश्चित क्वांटम स्पिन लेकिन संभव राज्यों के एक सुपरपोजिशन में हैं।
2. जैसे ही हम पार्टिकल ए के स्पिन को मापते हैं, हमें पता चलता है कि पार्टिकल बी के स्पिन को मापने से हमें जो मूल्य मिलेगा।

यदि आप पार्टिकल ए को मापते हैं, तो ऐसा लगता है कि माप के अनुसार पार्टिकल ए की क्वांटम स्पिन "सेट" हो जाती है, लेकिन किसी भी तरह पार्टिकल बी को तुरन्त पता चल जाता है कि यह किस स्पिन को लेना है। आइंस्टीन के लिए, यह सापेक्षता के सिद्धांत का स्पष्ट उल्लंघन था।

किसी ने कभी भी दूसरे बिंदु पर सवाल नहीं उठाया; विवाद पूरी तरह से पहले बिंदु के साथ था। बोहम और आइंस्टीन ने छिपे-चर सिद्धांत नामक एक वैकल्पिक दृष्टिकोण का समर्थन किया, जिसने सुझाव दिया कि क्वांटम यांत्रिकी अपूर्ण था। इस दृष्टिकोण में, क्वांटम यांत्रिकी का कुछ पहलू होना चाहिए जो तुरंत स्पष्ट नहीं था, लेकिन इस तरह के गैर-स्थानीय प्रभाव को समझाने के लिए सिद्धांत में जोड़ा जाना चाहिए।

सादृश्य के रूप में, विचार करें कि आपके पास दो लिफाफे हैं जिनमें से प्रत्येक में पैसा है। आपको बताया गया है कि उनमें से एक में $ 5 का बिल है और दूसरे में 10 बिल का बिल है। यदि आप एक लिफाफा खोलते हैं और इसमें $ 5 बिल शामिल है, तो आप यह सुनिश्चित करने के लिए जानते हैं कि दूसरे लिफाफे में $ 10 बिल शामिल है।

इस सादृश्य के साथ समस्या यह है कि क्वांटम यांत्रिकी निश्चित रूप से इस तरह से काम नहीं करती है। पैसे के मामले में, प्रत्येक लिफाफे में एक विशिष्ट बिल शामिल होता है, भले ही मैं उन्हें देखने के लिए आसपास न हो।

क्वांटम यांत्रिकी में अनिश्चितता सिर्फ हमारे ज्ञान की कमी को नहीं बल्कि निश्चित वास्तविकता की मूलभूत कमी को दर्शाती है। कोपनहेगन व्याख्या के अनुसार, जब तक माप नहीं किया जाता है, तब तक कण वास्तव में सभी संभावित राज्यों के सुपरपोजिशन में होते हैं (जैसा कि मृत / जीवित बिल्ली के मामले में श्रोडिंगर की बिल्ली सोचा प्रयोग)। जबकि अधिकांश भौतिकविदों ने स्पष्ट नियमों के साथ एक ब्रह्मांड रखना पसंद किया होगा, कोई भी इसका पता नहीं लगा सकता है वास्तव में ये छिपे हुए चर क्या थे या उन्हें सिद्धांत में कैसे सार्थक में शामिल किया जा सकता है मार्ग।

बोह्र और अन्य ने क्वांटम यांत्रिकी की मानक कोपेनहेगन व्याख्या का बचाव किया, जो प्रयोगात्मक सबूतों द्वारा समर्थित होना जारी रहा। व्याख्या यह है कि लहर फ़ंक्शन, जो संभव क्वांटम राज्यों के सुपरपोज़िशन का वर्णन करता है, एक साथ सभी बिंदुओं पर मौजूद है। पार्टिकल ए के स्पिन और पार्टिकल बी के स्पिन स्वतंत्र मात्रा नहीं हैं, लेकिन भीतर एक ही शब्द द्वारा दर्शाए गए हैं क्वांटम भौतिकी समीकरण। कण ए पर माप तत्काल बनाया जाता है, पूरे लहर समारोह एक ही राज्य में गिर जाता है। इस तरह, कोई दूर संचार नहीं हो रहा है।

छिपी-चर सिद्धांत के ताबूत में प्रमुख नाखून भौतिक विज्ञानी जॉन स्टीवर्ट बेल से आया था, जिसे इस रूप में जाना जाता है बेल का प्रमेय. उन्होंने असमानताओं की एक श्रृंखला विकसित की (जिसे बेल असमानता कहा जाता है), जो यह दर्शाती है कि पार्टिकल ए और पार्टिकल बी के स्पिन के माप कैसे वितरित होते हैं यदि वे उलझे हुए नहीं हैं। प्रयोग के बाद, बेल असमानताओं का उल्लंघन किया जाता है, जिसका अर्थ है कि क्वांटम उलझाव लगता है।

इसके विपरीत इस सबूत के बावजूद, अभी भी छिपे-चर सिद्धांत के कुछ प्रस्तावक हैं, हालांकि यह पेशेवरों के बजाय ज्यादातर शौकिया भौतिकविदों के बीच है।

द्वारा संपादित ऐनी मैरी हेल्मेनस्टाइन, पीएचडी।