Bruno Cocciaro ha scritto:
> "Paolo Brini" <paolo.brini_at_iridiumpg.cancellacom> wrote in message
> news:nWc5i.79$V84.44_at_nntpserver.swip.net...
>
>> Ciao Bruno,
>>
>> ritengo che il mare d'etere di tachioni che proponi non salverebbe il
>> realismo locale.
>
> Su questo siamo evidentemente in disaccordo. Al momento comunque io non sono
> ancora venuto a conoscenza di alcuna obiezione decisiva contro il mio punto
> di vista.
Ciao Bruno,
l'obiezione decisiva � che in seguito alle stesse evidenze sperimentali
quand'anche il tachione esistesse non potrebbe trasmettere informazione
a velocit� superiore di c.
Se avvenisse, si andrebbe incontro ad una serie di assurdi teorici e a
contraddizioni con le evidenze sperimentali.
Nel caso in cui si voglia utilizzare qualche grandezza associata al
tachione come variabile nascosta per mostrare l'incompletezza della
meccanica quantistica, saremmo in una situazione di no-go: il teorema di
Bell mostra che tutte le teorie basate simultaneamente sul realismo e
sulla localit� (realismo ingenuo) fanno previsioni diverse da quelle
della meccanica quantistica. Il teorema di Clauser, Horne, Shimony e
Holt (1969), che prende le mosse dal teorema di Bell, � una versione
ancora pi� "forte", nel senso che le sue implicazioni sono pi�
facilmente verificabili tramite esperimenti (una verifica cruciale fu
fatta sul finire degli anni 80 da Zeilinger, Greenberger e Horne che
insieme agli esperimenti di Aspect rappresenta un ostacolo formidabile
all'elaborazione di una teoria che preservi il realismo ingenuo).
Forse ci si ritroverebbe anche in una situazione di no-go in base ai
vincoli dati dal teorema di Kochen-Specker (1967), che Zeilinger,
Brukner e Simon hanno dimostrato intorno al 2000 applicabile per
verifiche sperimentali di precisione finita; comunque per ora sarebbe
ridondante entrare nel merito della non-contestualit� delle variabili
nascoste associate ai tachioni.
A questo punto o si trovano evidenze sperimentali che costituiscano una
seria anomalia alle previsioni della meccanica quantistica (gli
esperimenti di Faraci non sono decisivi e anzi sono contraddetti da
altri, come dici tu stesso), o si rinuncia alla localit� e alla
non-contestualit�, o si rinuncia al realismo.
> Ah certo, escludiamo qualsiasi cosa. Io ho solo supposto il minimo
> indispensabile. Ho solo supposto che i tachioni siano i mediatori dei
> "collassi" delle "funzioni d'onda". Poi i tachioni avranno anche
> eventualmente altre proprieta', ma intanto dovremmo individuarli (qualora
> esistessero), poi ci potremo chiedere quali altre proprieta' hanno, oltre a
> quelle che ci permetterebbero la loro eventuale individuazione.
Per� intanto siamo gi� in grado di escludere alcune propriet� in base
alle evidenze sperimentali. Per ora, tutte le evidenze sperimentali
indicano che i tachioni, se esistono, sono privi di carica elettrica.
Quello che mostro, sia sopra che nel seguito, � che questa ipotesi da
sola, anche se � il minimo indispensabile, � confutata dai fatti.
> E' anche vero che la meccanica quantistica non e' stata confutata, ma
> siccome il mio modello prevede che, tranne che in situazioni speciali, le
> cose vadano esattamente come previsto dalla meccanica quantistica, direi che
> anche il mio modello non sia stato confutato (dicevo nei precedenti email
> che non riesco ad immaginare come un qualsiasi esperimento possa confutarlo,
> per questo parlavo di pareggio assicurato, come minimo, per il realismo
> locale).
Se davvero non si riuscisse ad immaginare alcun esperimento in grado di
confutare il tuo modello, allora saremmo al di fuori della scienza. Non
� questo il caso: ci sono esperimenti che ricadono in quelle situazioni
speciali che citi, grazie ai quali possiamo discernere fra la meccanica
quantistica ortodossa e il modello di realismo locale che proponi. Fra
l'altro � anche grazie ai risultati di quegli esperimenti che oggi
rudimentali "computer quantistici" stanno effettivamente funzionando
come ci si aspetta. Vedi sotto.
> Bisognerebbe mettersi in quelle situazioni speciali per vedere se la partita
> ha una svolta o meno. Faraci nel 1974 ha investigato un po' quelle
> situazioni speciali (cioe' ha messo la sorgente di fotoni entangled non al
> centro dei rivelatori) e, come ricordavo in precedente post, ha trovato un
> risultato non spiegabile secondo l'interpretazione ortodossa e in linea con
> il mio modello.
> Poi l'esperimento di Faraci e' stato ripetuto (Wilson e al.
> 1976, Bruno e al 1977) ma sono stati trovati risultati in accordo con la MQ,
> cioe' non e' stato ritrovato il decremento di correlazione osservato da
> Faraci. Pero', come dicevo, il mio modello prevede che il decremento di
> correlazione si abbia in situazioni "speciali", quindi se uno non si mette a
> cercarle con un po' di criterio e' poco probabile che riesca a beccare una
> di quelle situazioni. In sostanza io ipotizzo che Faraci, per caso, sia
> capitato in una di quelle situazioni.
Gli esperimenti a cui mi riferivo sopra si basano sullo studio
dell'entanglement di pi� particelle anche per testare il realismo
locale: in situazioni di stati "maximally entangled" e "non-maximally
entangled"; in condizioni in cui le distanze dei rivelatori dalla
sorgente sono diverse fra di loro; in condizioni che mostrano sia i
conflitti statistici sia quelli non statistici fra meccanica quantistica
e realismo locale; in condizioni di entanglement simultaneo a pi� di un
grado di libert� (hyperentanglement).
In tutti i casi le predizioni della meccanica quantistica sono
rispettate, mentre le previsioni del realismo locale sono di diversi
ordini di grandezza errate. Addirittura, la meccanica quantistica viola
le disuguaglianze di Bell (o equivalenti) in maniera esponenziale con
l'aumento delle particelle entangled (almeno in stati maximally-entangled).
Veniamo ora a quelle che credo siano le conseguenze di questi
esperimenti per il modello che proponi.
Prendiamo l'esperimento (citato sotto) di entanglement di 4 fotoni di
tipo Greenberger-Horne-Zeilinger. Secondo quanto dici, dovremmo avere
una moltiplicazione del numero di tachioni: il fotone che viene rivelato
emette tachioni che faranno assumere l'opportuno stato a tutti gli altri
e cos� via. Generalizzando, il ruolo di guida del collasso apparente
della funzione d'onda necessiterebbe di un numero di tachioni che cresce
con il numero di particelle entangled. In linea di principio, quindi,
sarebbe possibile distinguere l'emissione e l'assorbimento di un
tachione (vedi pi� avanti perch� secondo me questo crea ulteriori problemi).
Il trasporto di informazione da parte dei tachioni dovrebbe inoltre
"permeare l'universo", come dicevamo, e dovrebbe avvenire a velocit�
sufficientemente elevata da garantire la non violazione delle previsioni
della meccanica quantistica (ivi inclusi i casi speciali citati). Tutto
ci� porterebbe ad una destabilizzazione del vuoto che non misuriamo
affatto: non riusciamo ad estrarre energia dal vuoto per macchine di
moto perpetuo, per esempio, non osserviamo decadimenti del vuoto con
elevatissime emissioni di energia, ecc. Infatti se ogni fotone potesse
emettere spontaneamente dei tachioni in ognuna delle situazioni previste
dal tuo modello, avremmo un etere tachionico di energia negativa, e lo
stato fondamentale del vuoto non sarebbe il vero minimo di energia; nel
momento in cui fosse emesso un numero sufficientemente elevato di
tachioni, quello che chiamiamo vuoto sarebbe in una situazione instabile.
La probabilit� di decadimento del falso vuoto verso il vero vuoto
(energia pi� bassa del mare tachionico) tenderebbe a 1 e in tempi
piccolissimi dovremmo osservare emissioni di energia con relativo
decadimento di quello che chiamiamo vuoto verso il vero vuoto. Il fatto
che non abbiamo mai osservato la "distruzione" del nostro vuoto mostra,
al momento, che i tachioni o non esistono o non vengono emessi ed
assorbiti per il trasporto di informazione; oppure che c'� qualcosa di
profondamente sbagliato nella SR, nella QM, nella QED e nella QFT di cui
non abbiamo trovato per ora alcuna evidenza.
Da un brano che ho parzialmente contribuito a scrivere su Wikipedia alla
voce "tachyons", paragrafo "Causality" (invito in particolare a
criticarmi su una frase chiave che riporto in grassetto):
http://en.wikipedia.org/wiki/Tachyons#Causality
"The property of causality is a fundamental principle of theoretical
particle physics; tachyons, if they existed, would not violate
causality, even if they interacted with ordinary (time-like) matter[3].
Causality would be violated if a particle could send information into
its own past, forming a so-called causal loop, leading to logical
paradoxes such as the grandfather paradox. Tachyons are prevented from
violating causality by the Feinberg reinterpretation principle[3] which
states that a negative-energy tachyon sent back in time in an attempt to
violate causality can always be reinterpreted as a positive-energy
tachyon travelling forward in time. This is because observers cannot
distinguish between the emission and absorption of tachyons. For a
tachyon there is no distinction between the processes of emission and
absorption, since *there* *always* *exists* *a* *sub-light* *velocity*
*reference* *frame* *shift* *that* *alters* *the* *temporal* *direction*
*of* *the* *tachyon's* *world-line*, which is not true for bradyons or
photons. The attempt to detect a tachyon from the future (and violate
causality) actually creates the same tachyon and sends it forward in
time (which is causal). A tachyon detector will seem to register
tachyons in every possible detection model; in reality the tachyon
"detector" is spontaneously emitting tachyons. The effect of the
reinterpretation principle on any tachyon "detector" is that any
incoming tachyonic message would be lost against the tachyon background
noise, which is an inevitable accompaniment of the uncontrollable
emission. The counter intuitive conclusion is that tachyons (if they
existed) could be used to transmit energy-momentum, but they can't be
used for communication. Thus there is no need to fall back on some
quantum field theory form of the Novikov self-consistency principle to
preserve causality. [...]"
Veniamo ora a considerazioni sulla velocit� locale del tachione:
secondo il modello che proponi, il fotone emette almeno un tachione con
v>c non solo come velocit� di gruppo ma anche come velocit� di segnale,
ogni qual volta sia necessario per la riduzione del pacchetto d'onda in
modo tale che la realt� ci appaia [quasi sempre] quella descritta dalla
meccanica quantistica; da vari esperimenti (vedi sotto) la stima
inferiore di velocit� di propagazione del segnale sarebbe circa 2*10^7
c; siamo ancora ben lontani dal valore 10^100 c che proponevi per farti
venire dei dubbi sulla validit� del modello, ma comunque sopra ai valori
di 10^5 c che ti aspetti. E' possibile che un'ulteriore analisi degli
esperimenti di teletrasporto quantistico, insieme ad un raffinamento
degli apparati sperimentali, possa ulteriormente alzare questo limite
inferiore.
In definitiva, ci sono numerosissime evidenze sperimentali, dirette e
indirette, che, ahim�, confutano al di l� di ogni ragionevole dubbio la
possibilit� che un tachione trasmetta informazione a velocit� locale
maggiore di c.
Almeno fino a prova contraria. :-)
Riferimenti:
Feinberg, Gerald (1967). "Possibility of Faster-Than-Light Particles".
Physical Review 159: 1089-1105.
Robinett, Loris "Do tachyons travel more slowly than light?"
Phys. Rev. D 18, 3610 - 3616 (1978)
The Extent of Multi-particle Quantum Non-locality
[...]
Our [necessary] condition shows that the nonlocality present in some
entangled multiparticle quantum states is much stronger than previously
thought. We also study the sufficiency of our condition.
Authors: Nick S. Jones, Noah Linden, Serge Massar
Physical Review A 71, 042329 (2005)
http://arxiv.org/abs/quant-ph/0407018
Hidden-variable theorems for real experiments (2000)
Authors: Christoph Simon, Caslav Brukner, Anton Zeilinger
http://arxiv.org/abs/quant-ph/0006043
An experimental test of non-local realism (2007) (*)
Authors: Simon Groeblacher, Tomasz Paterek, Rainer Kaltenbaek, Caslav
Brukner, Marek Zukowski, Markus Aspelmeyer, Anton Zeilinger
http://arxiv.org/abs/0704.2529
Experimental test of local realism using non-maximally entangled states
(2000)
Authors: M. Genovese, G. Brida, C. Novero, E. Predazzi
http://arxiv.org/abs/quant-ph/0009067
Experimental Test of Quantum Nonlocality in Four-photon
Greenberger-Horne-Zeilinger Entanglement (2003)
Authors: Zhi Zhao, Tao Yang, Yu-Ao Chen, An-Ning Zhang, Marek Zukowski,
Jian-Wei Pan
http://arxiv.org/abs/quant-ph/0302137
Experimental entanglement of six photons in graph states (2006)
Authors: Chao-Yang Lu, Xiao-Qi Zhou, Otfried G�hne, Wei-Bo Gao, Jin
Zhang, Zhen-Sheng Yuan, Alexander Goebel, Tao Yang, Jian-Wei Pan
http://arxiv.org/abs/quant-ph/0609130
(*) a dispetto del titolo c'� un'interessantissima parte concernente
anche il realismo locale
Received on Fri May 25 2007 - 16:32:50 CEST