Theorie van Einstein gekraakt door TU Delft

[Vitharr]

Als ik dit experiment beschouw, denk ik dat de invloed willekeurig veel sneller dan het licht kan gaan, afhankelijk van de experimentele opstelling (de afstand tussen A en B). Dat het sneller dan het licht gaat, blijkt volgens mij uit het experiment. Daardoor kun je niet aantonen hoeveel sneller, omdat dat afhankelijk is van de opstelling. Overal tussen A en B kan die invloed opgetreden zijn. Dat is gewoon niet vast te stellen, niet gedefinieerd! Derhalve is de term 'gelijktijdig' of 'instantaan' niet meer van toepassing!

Bron

Ik ben je he-le-maal kwijt in dat verhaal?!? Ik zal uitleggen wat ik bedoel aan de hand van een analogie.

We nemen 2 gloeilampen en 2 gesynchroniseerde, zeer nauwkeurige timers. We zorgen dat we aan beide zijden van de wereld exact dezelfde condities hebben. Vervolgens schakel jij aan jouw kant de lamp aan en noteert het tijdstip. Aan de andere kant van de wereld zie ik de lamp aan gaan en ik noteer ook dat tijdstip. Als het tijdstip gelijk is, dan is sprake van gelijktijdigheid.

Praktisch bekeken gaat de analogie mank om voor de hand liggende redenen als reactietijd etc. Maar ik gebruik hem puur om mijn interpretatie van het principe 'gelijktijdig' te illustreren.

Vervolgens bestaat er een essentieel verschil tussen een afstand afleggen, of een afstand overbruggen. Teleportatie betreft overbrugging en is daarmee niet FTL (sneller dan licht) omdat de lichtsnelheid betrekking heeft op het afleggen van afstand, en niet op het overbruggen daarvan. Bij overbrugging is de afgelegde weg immers 0.

Als je dus een afstand overbrugt met informatie dan betekent dit dat de informatie direct arriveert op de plaats van bestemming. Dat betekent dus dat verzenden en ontvangen gelijktijdig plaatsvinden.

Wat ik opmerkelijk vind is dat niet enkel de transmissie instantaan is, maar ook de transformatie. We meten de transmissie immers indirect, namelijk via de transformatie. Dat zou impliceren dat een transformatie geen tijd hoeft te kosten?

Dat zou een grote impact hebben op mijn visie.

[entropy]

Vitharr, nu kan ik jou niet volgen! Ik geef toe dat mijn reactie wat vaag overkomt. Dat komt omdat ik niet verder inga op het experiment zelf, zoals beschreven in het artikel waarvan ik de bron vermeldde. Ik heb het artikel gelezen, en voor mij is de kous nu af, omdat ik vind dat ik het voldoende snap. Ik voel me ook niet geroepen mijn 'gelijk' te bewijzen o.i.d...

Ik wil nog wel even toelichten wat ik bedoel met 'invloed'. Er is sprake van twee soorten invloed in het experiment. De eerste is 'verstrengeling', eerst tussen twee elektronen met twee fotonen, en vervolgens tussen de twee fotonen. De tweede is is de invloed 'sneller dan het licht', of ook wel 'invloed terug in de tijd'.

Het kan verduidelijken als je Fig. 2a van hier even erbij haalt.

In het experiment worden twee elektronen (in A resp. B) in superpositie gebracht (twee toestanden 'tegelijk' (spin op en spin down)), en vervolgens worden er twee fotonen mee 'verstrengeld' en op weg naar C gestuurd. Vervolgens worden de elektronen onafhankelijk van elkaar 'gemanipuleerd' (de spin). De oriëntatie van de manipulatie wordt bepaald door een random generator (RNG) (element van willekeur). Tenslotte worden de fotonen in C met elkaar verstrengeld. Hierdoor (en dat is in eerdere experimenten ook al gedaan ('entanglement swapping')) worden de elektronen 'terug in de tijd' verstrengeld met elkaar.

De crux in dit experiment is dat er twee loopholes worden uitgefilterd: de lokaliteits loophole en de detectie loophole. Daar ga ik nu niet op in.

Uit het experiment blijkt dat de twee elektronen in A en B inderdaad (terug in de tijd) verstrengeld worden door de fotonen te verstrengelen in C. Het frappante is echter dat de manipulatie van de spin van de elektronen die na vertrek van de fotonen uit A en B plaatsvindt, en voor aankomst ervan in C, ter plekke wordt bepaald door de random generator RNG. Deze manipulatie bepaalt welk patroon de elektronen ten opzichte van elkaar hebben, en dat patroon wordt gemeten aan de fotonen in C. Deze manipulatie van de elektronen vindt zo plaats, dat de verstrengeling van de fotonen in C (die 'reageert' op de manipulatie van de elektronen vanwege de verstrengeling tussen de elektronen en de fotonen!) sneller dan het licht door de elektronen beïnvloed zou moeten worden om te kunnen 'reageren'! (schending van lokaliteit)

En dat is dan ook precies wat er gebeurt.

Het punt is alleen dat 'sneller dan het licht' niet is gedefinieerd omdat materie niet sneller dan het licht kan! Zelfs licht gaat niet sneller dan zichzelf! Daarom kun je eigenlijk alleen nog maar spreken van 'informatie'. Informatie heeft geen positie als het niet kan worden gekoppeld aan materie of energie! Je kunt dus niet vaststellen waar tussen de manipulatie van de elektronen (zie Fig. 2a bij 'RNG') en de meting van de fotonen (in C) (zie bel in Fig. 2a) de elektronen en de fotonen elkaar beïnvloed hebben! Omdat er wel sprake is van een verstreken tijd, maar niet van een plaats in de ruimte, kun je het exacte tijdstip niet vaststellen! Sterker nog: er is geen 'tijdstip'!!

Zoals je merkt wordt het een lang en onbegrijpelijk verhaal als ik het probeer uit te leggen. Dat kunnen de lieden van Universiteit Delft veel beter. Daarom verwijs ik nogmaals naar het artikel. Als je even een blik werpt op Fig. 2a kan dat veel verheldering verschaffen.

Ik wil er nog aan toevoegen dat de onderzoekers aan het eind van het artikel een aantal zeer interessante suggesties voor vervolgonderzoek doen. Zo stellen ze voor het experiment uit te voeren door de random generators te vervangen door mensen. Zo kun je nagaan of de menselijke factor een invloed heeft op de kwantumwereld!

[entropy]

Bij overbrugging is de afgelegde weg immers 0.

Als er (zoals in dit experiment) sprake is van afstand en een verstreken tijdsspanne, in welke context dan ook, is dat volgens jouw definitie toch het 'afleggen' van een afstand? Daarom zie ik niet waarom hier de term 'overbruggen' toepasselijk is...

Dat zou een grote impact hebben op mijn visie.

Een groei van je begrip en inzicht - Dat vind ik ook altijd fijn

[entropy]

Ik zie dat ik waarschijnlijk een fout heb gemaakt: de fotonen in C worden 'gemanipuleerd' en de elektronen (bij RNG) worden gemeten.

Het interessante is dan dat de elektronen eerder worden 'gemeten' dan ze verstrengeld worden. De verstrengeling van de elektronen vindt plaats in C door de fotonen daar te 'meten'. Deze meting verstrengelt de elektronen met terugwerkende kracht. Dit gebeurt na de meting van de elektronen (bij RNG). De meting aan de elektronen wijst uit dat er een verstrengeling is. Deze verstrengeling wordt dus al gemeten vóórdat deze gedaan wordt. Dit is mogelijk omdat er, door de opzet, in het experiment geen beïnvloeding mogelijk is langzamer dan het licht; daardoor kan de elektron-verstrengeling niet -voorwaarts in de tijd- 'veroorzaakt' worden door de meting aan de elektronen. De verstrengeling wordt terugwaarts in de tijd veroorzaakt door foton-verstrengeling in C.

Het mooie is dat de meting aan de elektronen op basis van willekeur gedaan wordt (hoe dat precies zit kan ik niet opmaken uit het artikel, maar het lijkt erop dat ze schakelen tussen twee meetapparaten). Deze willekeur zorgt ervoor dat de meting ook echt dan pas 'begint'. De meting aan de elektronen kan de verstrengeling ervan middels de fotonen in C niet beïnvloeden, omdat de afstand zodanig is dat het licht in die tijd C nog niet bereikt heeft. Zo kunnen de metingen (aan elektronen resp. fotonen) elkaar niet beïnvloeden in klassieke, relativistische zin: de snelheid van de verstrengeling is sneller dan het licht!

Dat wil niet zeggen dat de invloed 'onmiddellijk' is. 'Onmiddellijk' heeft geen betekenis in deze context. (Zie eerder door mij geplaatste rode tekst)

De experimentele opzet is zodanig, dat de kwantummechanische natuur direct gemeten wordt. Ik vind het een zeer mooi experiment!

Overigens is mijn 'fout' niet echt 'fout'. De elektronen worden immers ook gemeten, net zoals de fotonen. Het verwisselen van de twee levert hetzelfde resultaat op.

[entropy]

Als ik het simpel zeg:

(Ik refereer nu naar 'RNG' als een bepaald punt)

Eén punt (A en B) maak je informatie-consistent met twee andere punten (RNG en C) die zó ver uit elkaar liggen, dat ze voor een bepaalde periode geen 'contact' met elkaar hebben (RNG en C dus). Vervolgens verander je iets in C, waardoor de informatie van het geheel verandert om consistent te blijven. Als RNG en C 'contact' met elkaar krijgen, blijkt RNG ook veranderd te zijn. Dit terwijl RNG geen contact had met C.

Toelichting: het enige 'contact' dat RNG en C met elkaar hadden was in A en B, ver 'terug' in de tijd. Dat betekent dus dat er invloed 'terug in de tijd' was. Een andere formulering is dat er helemaal geen 'invloed' was, maar dat het universum informatie-consistent blijft.

[entropy]

Het is me gelukt Fig 2a uit het artikel te abstraheren. Het is een tijd-ruimte diagram; de tijd verloopt vertikaal, van beneden naar boven, en als functie van deze tijd bewegen de fotonen naar links of rechts in de ruimte. A en B zijn de plek in de breedte van de figuur ter hoogte van de groene en blauwe lijn onderaan. De verstrengeling van de fotonen met de elektronen vindt ter hoogte van deze plek plaats (erboven, later in de tijd.). Punt C is de bel in de figuur. De groene en blauwe vlakken bovenaan de figuur zijn zgn. 'lichtkegels'. Deze lichtkegels geven de verspreiding met snelheid van het licht aan. Materie kan niet sneller gaan dan het licht. Om te testen of informatie wel sneller dan het licht gaat, moet deze buiten de lichtkegels blijven (de bel). Je kunt zien dat de meting van de elektronen (RNG) vóór de verstrengeling ervan doormiddel van manipulatie van de fotonen in C plaatsvindt. De meting in RNG kan niet 'communiceren' met C omdat C buiten de lichtkegels ligt. De beide kunnen elkaar dus niet 'beïnvloeden'.



Fig. 2a

[entropy]

Ik heb even mijn eigen illustratie aangemaakt.



Het is (weer) een ruimtetijd diagram. De tijd loopt vertikaal, van onder naar boven. Horizontaal wordt de ruimtelijke dimensie weergegeven (links/rechts). De zwarte lijnen geven de maximale snelheid, c, de snelheid van het licht, aan. Fotonen reizen met deze snelheid, en materie altijd trager dan deze snelheid. De vraag is of informatie sneller kan reizen dan deze snelheid.

* Op tijdstip t0 worden in A en B twee elektronen verstrengeld met twee fotonen. Deze fotonen worden richting C verstuurd.
* Op tijdstip t1 worden de elektronen in A en B uitgelezen.
* Op tijdstip t2 komen de fotonen in C aan en worden gemeten.
* Op tijdstip t3 bereikt informatie van de meting van de elektronen in A en B op t1, op zijn vroegst C.

In 'meting C' (t2) worden de fotonen verstrengeld, die op t0 al met de elektronen verstrengeld waren. Hierdoor worden de elektronen onderling ook verstrengeld. Op die manier kun je nagaan of de informatie tussen de elektronen (meting A en meting B) en de fotonen (meting C/verstrengeling) consistent blijft. En dat blijkt zo te zijn!

We zien hier dat de metingen van de elektronen en de fotonen overeenkomen, hoewel de elektronen (t1) geen informatie hebben kunnen sturen naar de meting in C (t2). Ook hebben fotonen uit C geen informatie kunnen sturen naar de elektronen (t1). We zien dat een lijn tussen 'meting A/B' en 'meting C' (niet aangegeven) steiler moet zijn dan de zwarte lijnen, die de lichtsnelheid weergeven. Als de metingen dus met elkaar communiceren, dan moet dat sneller dan het licht!!

Dit is hoe het experiment van Delft opgezet had moeten worden. Ik kan niet uit de informatie opmaken of dat inderdaad zo is geweest. Als de opzet inderdaad zo was, dan zet dit alles wat ik bedacht had op zijn kop. Twee dingen die altijd met elkaar blijven kloppen, ook al hebben ze geen communicatie met elkaar! HOE KAN DAT?!? (Ik geloof dat ik nu eindelijk snap wat er zo onbegrijpelijk aan is. )

[Vitharr]

Dit is hoe het experiment van Delft opgezet had moeten worden. Ik kan niet uit de informatie opmaken of dat inderdaad zo is geweest. Als de opzet inderdaad zo was, dan zet dit alles wat ik bedacht had op zijn kop.

En als ze het niet zo hebben gedaan, en jij hebt gelijk dan hebben zij het fout en weten wij dat ... denk ik?

[entropy]

Hee Vitharr! Ik hoop dat Delft het zo gedaan heeft, want dan snap ik het ook! Wat vind jij ervan?

Ik had eigenlijk gehoopt dat jij het zeker wist.

[Vitharr]

Hee Vitharr! Ik hoop dat Delft het zo gedaan heeft, want dan snap ik het ook! Wat vind jij ervan?

Ik had eigenlijk gehoopt dat jij het zeker wist.

Nee, het spijt me. Ik heb in mei een voor mij behoorlijk ingrijpende baanwissel ondernomen. Voor deze baan moet ik nieuwe vaardigheden aanleren die me niet echt in het bloed zitten, maar ik wel als een aanvulling beschouw. Het kost echter veel aandacht en er horen ook opleidingen bij. Ik ben dus op onderzoeksgebied niet echt scherp momenteel.

Maar ik denk dat het toch mogelijk moet zijn om de informatie van de TU voor jou toegankelijk te maken zodat je vast kunt stellen wat ze exact hebben gedaan. Overigens denk ik dat het ook mogelijk is dat Delft het anders heeft gedaan en jij het toch snapt. Misschien is jouw idee wel beter dan.

[entropy]

Dit artikel beschrijft een voorloper van het Delft experiment. Hierin wordt beschreven hoe informatie 'terug in de tijd' reist. De auteur beschrijft ook verschillende interpretaties (verklaringen) van het experiment. Ik ben me bewust dat dit kost voor de specifiek geïnteresseerden is. Ik verwacht dan ook niet veel (eigenlijk geen) reakties. Vitharr, veel plezier in je nieuwe baan! Zet 'm op!

[Vitharr]

Hierin wordt beschreven hoe informatie 'terug in de tijd' reist.

Hmm... Het is materie die me interesseert. Ik heb nu echter geen tijd, ironisch genoeg omdat ik dat straks wel wil hebben. Dus als ik in de toekomst nu eens gebruik maak van de mogelijkheid om mijn respons 'terug in de tijd' te sturen?

Geintje hoor. Nog bedankt voor de cheers, aangaande mijn nieuwe job. Ik kom er nog wel eens op terug want je vindt het wel leuk/interessant denk ik.

[entropy]

Ben me aan het inlezen. Wikipedia: " the usual modern resolution is to say that measuring one particle does instantaneously affect the other, but that this does not involve transmission of information."

Met andere woorden: informatie gaat niet sneller dan het licht. En dat zie ik nu ook in. Er is alleen sprake van correlaties tussen metingen van deeltjes. Om correlaties te kunnen meten, moeten meetresultaten gecombineerd worden. Dit gaat niet sneller dan het licht.

Sorry voor de fout. Maar ik ga me verder inlezen.

[entropy]

UPDATE: Er is een verschil tussen informatieconsistentie over ruimte en tijd (die 'sneller dan het licht' gaat), en het verzenden van informatie (wat niet sneller dan het licht gaat). Ik bedoelde het eerste in wat ik schreef. In die zin heb ik geen fout gemaakt.

[Il guercio]

Het enige wat gekraakt is is het geloof van Einstein dat er geen spookachtige instantane correlatie is tussen twee ver van elkaar verwijderde deeltjes, hetgeen ik toch niet van zo´n vrij intelligent man gedacht heb. Ik denk dat hij vreesde voor de overtreding van de overtreding van de wet dat de maximale snelheid de lichtsnelheid is, en vind het, nogmaals vreemd dat hij niet inzag dat er geen informatie sneller dan het licht (die van de drie basiskrachten toch het meest betrokken is bij informatieoverdracht met de lichtsnelheid) ging.
Want de conclusie dat informatie sneller dan het licht wordt overgebracht is niet waar. Dan zouden we immers weer tot het oude Newtoniaanse wereldbeeld komen dat de ruimte en de tijd absoluut zijn en gelijktijdigheid voor iedereen gelijktijdigheid is.
De verstrengelde deeltjes vormen een geheel, niet gescheiden door ruimtetijd (hoewel dat schijnbaar wel het geval is en na de meting ook wordt gerealiseerd), en als je een meting aan het ene deeltje doet zal het andere direct reageren, omdat zij een eenheid vormen. Misschien bieden niet lokale verborgen variabelen een verklaring voor die spookachtige verstrengeling.
Informatie kan echter niet instantaan overgedragen worden, omdat je daarvoor vele verstrengelde deeltjes nodig hebt, en de uitkomst van elke meting aan al die deeltjes willekeurig is. Je kunt dus niet met een aantal verstrengelde elektronen een boodschap vormen door aan de spin van elk elektron hier een van te voren vastgestelde waarde toe te kennen die vervolgens een code voor de boodschap vormen. De uitkomsten van de spinrichtingen van al die elektronen zijn totaal onvoorspelbaar, maar worden misschien wel bepaald door die verborgen variabelen, zoals de (schijnbaar) willekeurige bewegingen van een Browns deeltje door de hem omspoelende vloeistof moleculen worden bepaald; net zo zou een deeltje door verborgen variabelen omspoeld kunnen zijn, die van invloed zijn op de richting van de spin; die variabelen zullen wel altijd verborgen blijven, maar zouden wel een verklaring kunnen geven voor de waargenomen willekeur in de kwantumwereld; bovendien zijn ze niet te manipuleren, wij hebben er geen interactie mee, hetgeen het mogelijk zou maken informatie instantaan ergens ver weg te laten verschijnen op het moment dat wij die spinrichtingen door middel van manipulatie van de variabelen kunnen vastleggen, en zo een vooraf bedachte serie spin op en spin neer, of meer abstract een serie enen en nullen waarin een boodschap verankert zit, hetgeen in strijd is met Einsteins theorie. Misschien is het zelfs zo dat ruimte bestaat uit verborgen variabelen (ieder deeltje wordt immers door ruimte `omspoeld`), en er op die manier een link gelegd wordt tussen gravitatie en de kwantumtheorie. Hetgeen overigens betekent dat de ruimte(tijd) zelf niet te kwantiseren is maar wel de kwantumtheorie als gevolg heeft.
De snelheid waarmee gravitatie zich voortplant is overigens nog nooit definitief experimenteel bepaald. Einstein nam aan dat die gelijk aan de lichtsnelheid is. Maar misschien is de gravitatiewerking wel instantaan, hetgeen betekent dat je door middel van gravitatie geen informatie kan versturen, en misschien die instantane spookachtige werking over enorme afstanden verklaart.
Met een ultragevoelige zwaartekrachtgolven meter zou je dit kunnen testen door te kijken naar een superzware dubbelster, waarvan de sterren heel snel om elkaar heen draaien, en vast te stellen of de optische waarneming van zo´n ster tegelijk met de zwaartekrachtverstoring die zo´n dubbelster veroorzaakt hier aankomt.
Zucht, gaap, geeuw, wrijven in m´n ogen en uitrekken maar. Ik ben moe dus, en ga nog even in de huiskamer zitten, waarna ons bed ons met open lakens ontvangt en het zandmannetje mij hopelijk niet wakker houdt met zijn gestrooi!