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/ NetNews Usenet Archive 1993 #1 / NN_1993_1.iso / spool / sci / physics / 22413 < prev    next >
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Internet Message Format  |  1993-01-09  |  4.4 KB
  1. Path: sparky!uunet!mtnmath!paul
  2. From: paul@mtnmath.UUCP (Paul Budnik)
  3. Newsgroups: sci.physics
  4. Subject: The instantaneous transfer of information in QM calculations
  5. Message-ID: <481@mtnmath.UUCP>
  6. Date: 9 Jan 93 23:35:58 GMT
  7. Organization: Mountain Math Software, P. O. Box 2124, Saratoga. CA 95070
  8. Lines: 71
  9.  
  10. The questions and objections to my proof that QM is an incomplete
  11. theory all relate to the role that wave state reduction plays as
  12. a *necessary* *intermediate* step in QM calculations. It is easy to see the
  13. necessity for this step and easy to see how this step introduces
  14. an ambiguity about what the *macroscopically observable* delays will be.
  15.  
  16. Following is a standard experimental configuration used in a tests of
  17. Bell's inequality:
  18.  
  19.  
  20.     |---------\---------------[ ]--------------------/--------|
  21. Detector   Polarizer      Photon source            Polarizer    Detector
  22.   D1         P1                                       P2          D2
  23.       Site 1                                             Site 2
  24.  
  25. This is not drawn to scale The distance between the photon source and
  26. either polarizer is much greater than the distance between each polarizer
  27. and its local detector. The experiment is symmetric with the two polarizers
  28. and the two detectors the same distance from the photon source.
  29.  
  30. The experiment is conducted in a single inertial frame so that we can
  31. speak of simultaneous distant events. We want to compute the
  32. probability of a joint detection at D1 and D2. This probability is
  33. influenced by the relative angles of P1 and P2. Information
  34. must be conveyed from *both* P1 and P2 to at least one
  35. detector to produce the correlation function predicted by
  36. quantum mechanics. There is no way that such information can be conveyed
  37. by the linear propagation of the wave function as determined by the
  38. Schrodinger equation. With that mechanism the shortest time in which such
  39. information can effect the results is the time it would take light to
  40. travel from the *more distant* polarizer to the detector. If the
  41. delay is this long there would be no violation of locality and the
  42. predictions of QM would be false.
  43.  
  44. The only way to reproduce the predictions of QM is to reduce the wave
  45. function as a result of a detection at one site. This *instantaneously*
  46. alters the singlet state wave function for both particles throughout all space
  47. and transfers the information about the polarizer where the reduction was
  48. assumed to occur to the distant detector. (Note I am only talking about how
  49. one does the calculation. I am making no assumptions about what is `really
  50. happening'.)  One then uses this `reduced wave function' at the other site
  51. to compute the probability of a detection there. As long as the polarizers
  52. are not changing this calculation is straight forward and produces the
  53. standard quantum mechanical predictions.
  54.  
  55. If the polarizers are changing the calculation become problematic. One
  56. might assume that since the wave function changes instantaneously it will
  57. be reduced in accord with polarizer angles at the instant the reduction
  58. occurs. This would make the delay between when the angles change and
  59. this has an observable effect 0. This assumption leads to the unfortunate
  60. conclusion that superluminal communication is possible. All we need do
  61. is change the experimental configuration so the polarizers are located
  62. close to the source and redirect the photons with mirrors so the detectors
  63. can be located close together. Now we can change the angle of the polarizers
  64. and this will instantaneously change the probability of a joint detection
  65. at the distant detectors that are next to each other. We can immediately
  66. detect this and thus we have a superluminal communications channel.
  67.  
  68. What then does quantum mechanics predict about this delay? The assumption
  69. that wave function changes instantaneously with an observation is either
  70. in direct contradiction with special relativity because of the superluminal
  71. communication channel just described, is too vague to predict what these
  72. delays are or (most likely) is false. The wave function probably
  73. changes only in a *local* fashion. Of course the wave function we use
  74. in calculations must be a composite of our lack of knowledge about a real
  75. physical wave function and the real distribution of the physical wave
  76. function. That portion of this function that represents are lack of
  77. knowledge does change instantaneously with an observation. That portion
  78. that represents a real physical entity does not.
  79.  
  80. Paul Budnik
  81.