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/ NetNews Usenet Archive 1993 #1 / NN_1993_1.iso / spool / sci / physics / 22543 < prev    next >
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Text File  |  1993-01-11  |  5.7 KB  |  123 lines

  1. Newsgroups: sci.physics
  2. Path: sparky!uunet!usc!wupost!gumby!destroyer!wsu-cs!igor.physics.wayne.edu!atems
  3. From: atems@igor.physics.wayne.edu (Dale Atems)
  4. Subject: Re: The instantaneous transfer of information in QM calculations
  5. Message-ID: <1993Jan12.011324.3713@cs.wayne.edu>
  6. Sender: usenet@cs.wayne.edu (Usenet News)
  7. Organization: Wayne State University, Detroit, MI
  8. References: <1993Jan10.164016.16419@cs.wayne.edu> <1993Jan11.031132.1521@cs.wayne.edu> <485@mtnmath.UUCP>
  9. Date: Tue, 12 Jan 1993 01:13:24 GMT
  10. Lines: 111
  11.  
  12. In article <485@mtnmath.UUCP> paul@mtnmath.UUCP (Paul Budnik) writes:
  13. >In article <1993Jan11.031132.1521@cs.wayne.edu>, atems@igor.physics.wayne.edu (Dale Atems) writes:
  14. >[...]
  15. >> Consider an experimental setup designed to test the version of Bell's
  16. >> inequality that applies to spin-half particles in the singlet state. [...]
  17. >>  
  18. >> Bell's inequality for this situation takes the form of a relationship
  19. >> between correlation functions < (S(1,a) S(2,b) > where S(i,a) is the
  20. >> component of particle i's spin along a, and similarly for b. To determine
  21. >> such a correlation function experimentally, *in principle* all you need
  22. >> to do is repeat the experiment a sufficient number of times, measuring
  23. >> the spins of both particles and forming the product S(1,a) S(2,b) for
  24. >> each pair, sum the products and divide by the number of pairs detected.
  25. >> I don't see where you need to assume anything about what happens to the
  26. >> wave function of one particle after the other is detected. One simply
  27. >> measures spin components and computes a statistical average.
  28. >
  29. >Of course you do not need to make any such assumption to analyze the
  30. >statistics of the experimental results. You do need to use the
  31. >collapse postulate in some from to prove what quantum mechanics *predicts*
  32. >in such an experiment. 
  33.  
  34. Please show me where. In this case QM predicts a certain value for the
  35. quantity P(a,b) = < (S(1,a) S(2,b) >, this is the expectation value
  36. for the product of the spin components in a singlet pair. What you
  37. need to predict is P(a,b), P(a,c), and P(b,c). For some choices of the
  38. unit vectors a,b,c, the QM predictions (using only the linear theory)
  39. violate Bell's inequality.
  40.  
  41. >What is crucial about Bell's inequality is that
  42. >the observation at one site was *affected* by the *measurement* made
  43. >at the other site. 
  44.  
  45. This cannot be said with certainty. The most one can say, I believe,
  46. is that the correlations are inconsistent with the assumptions that all
  47. the observables are fixed before measurement, *and* that no
  48. observation affected the outcome of a distant measurement. The
  49. violations of Bell's inequality mean that at least one of these
  50. assumptions is incorrect.
  51.  
  52. >If it were simply a matter of the two particles having
  53. >parameters that were correlated at the time they split apart you *cannot*
  54. >get a violation of Bell's inequality. 
  55.  
  56. Agreed.
  57.  
  58. >To get the QM prediction you have
  59. >to use more then the assumption that the two particles are in a singlet
  60. >state. 
  61.  
  62. No, I believe this is all you need.
  63.  
  64. >If you just used this assumption then the probability density of
  65. >a detection at one site would be independent of the observations at the
  66. >other site because those observations cannot influence the distant probability
  67. >density. You have to assume that when you make an observation at one site
  68. >this *changes* the probability density you use in your *calculations* at
  69. >the other site to be in accord with information you obtained from that
  70. >distant measurement. 
  71.  
  72. I don't use the probability density for a detection at all. Everything
  73. is expressed in terms of average values of products of spin
  74. components. I suspect we are having trouble communicating because of
  75. the difference in experimental setups -- in the photon experiment, the
  76. detection of a photon that has passed through a polarizer means that
  77. it was "found" to be in a particular linear polarization state.
  78.  
  79. >[...]
  80. >> Of course, a finding that the observed correlations violate Bell's
  81. >> inequality says nothing about locality if they could have been produced
  82. >> by an exchange of information. As I understand it, the basic
  83. >> premise behind Bell's proof is that all components of each particle's
  84. >> spin are fixed when the singlet state is prepared and do not change
  85. >> afterward. [...]
  86. >
  87. >This is dead wrong. If it were true you would not get a violation of
  88. >Bell's inequality. 
  89.  
  90. Yes, that is the point! If the assumptions behind Bell's proof are
  91. correct, you *shouldn't* see his inequality violated. If you do even
  92. though no subluminal signal could have influenced the results, then
  93. either you are dealing with superluminal signals -- instantaneous
  94. transfer of information in some frame -- or else it is not the case
  95. that all spin components were determined when the state was prepared.
  96.  
  97. >There is a real instantaneous information transfer
  98. >whenever there is a violation of Bell's inequality. In quantum
  99. >mechanics it is not a form of information transfer that can be used for
  100. >communication, but a distant experimental setting instantaneously influences
  101. >the observational results at a local site. This comes from the central
  102. >assumption of quantum mechanics that a state *does not exist* until it
  103. >is observed. 
  104.  
  105. In QM it is not information transfer at all. The correlations are
  106. inconsistent only with assumptions that the standard interpretation of
  107. QM denies.
  108.  
  109. >All that is *determined* from the assumption that the two
  110. >photons are in a singlet state is that observations of them will have a
  111. >certain correlation. The actual orientation of the spins *is not determined*
  112. >until an observation is made. If you assume it is predetermined you
  113. >have a hidden variables theory and will get results in contradiction with
  114. >the predictions of QM.
  115.  
  116. Agreed.
  117.  
  118. ------
  119. Dale Atems
  120. Wayne State University, Detroit, MI
  121. Department of Physics and Astronomy
  122. atems@igor.physics.wayne.edu
  123.