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/ NetNews Usenet Archive 1992 #20 / NN_1992_20.iso / spool / sci / physics / 14335 < prev    next >
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Text File  |  1992-09-09  |  7.0 KB  |  151 lines

  1. Newsgroups: sci.physics
  2. Path: sparky!uunet!elroy.jpl.nasa.gov!ames!riacs!danforth
  3. From: danforth@riacs.edu (Douglas G. Danforth)
  4. Subject: Re: Hidden variable theories, was: Uncertainty Princi
  5. Message-ID: <1992Sep9.185040.18757@riacs.edu>
  6. Sender: news@riacs.edu
  7. Organization: RIACS, NASA Ames Research Center
  8. References: <1992Sep4.170847.235@prim> <1992Sep5.071519.16554@asl.dl.nec.com> <1992Sep8.144555.455@cine88.cineca.it> <267@mtnmath.UUCP>
  9. Date: Wed, 9 Sep 92 18:50:40 GMT
  10. Lines: 139
  11.  
  12.  
  13. ]From sci.physics Wed Sep  9 10:38:27 1992
  14. ]From: paul@mtnmath.UUCP (Paul Budnik)
  15. ]Date: 9 Sep 92 15:51:00 GMT
  16. ]Newsgroups: sci.physics
  17. ]Subject: Re: Hidden variable theories, was: Uncertainty Princi
  18. ]
  19. ]In article <1992Sep8.144555.455@cine88.cineca.it>, campo@sunthpi3.difi.unipi.it (Massimo Campostrini) writes:
  20. ]
  21. ]>   To be precise, any "hidden variables"-type theory consistent with
  22. ]> quantum mechanics must be nonlocal. Quantum electrodynamics and other
  23. ]> relativistic quantum field theories are local, according to any
  24. ]> reasonable definition of locality. (I agree that locality of
  25. ]> non-relativistic quantum mechanics is debatable.)
  26. ]
  27. ]The Schrodinger equation is local. Quantum mechanics plus the collapse
  28. ]postulate is a nonlocal theory that predicts nonlocal experimentally
  29. ]detectable effects.  Any theory of any form that is consistent with quantum
  30.                                  ^^^^^^^^^^^
  31. ]mechanics must also be nonlocal. 
  32.  
  33.  
  34. This assumes that Bell's theorem is a definitive and final answer.  For
  35. inefficient detectors it is quite easy to construct a model which gives
  36. the EXACT quantum mechanical two-particle correlations.  Bell's theorem
  37. does not address this case of inefficient detectors. The detector counts (R)
  38. used by Aspect and the correlation function he computes
  39.      
  40.      R++(a,b) + R--(a,b) - R+-(a,b) - R-+(a,b)
  41. E(a,b) = -----------------------------------------
  42.      R++(a,b) + R--(a,b) + R+-(a,b) + R-+(a,b)
  43.  
  44. to estimate Bell's P(a,b) is conditionalized on the JOINT detection of both
  45. particles. Joint detection can only be determined a posteriori (after the
  46. fact) for inefficient systems. This implies (and is performed in practice by
  47. coincidence counters) that the joint, global, data is filtered by the
  48. experimental design.  The filtering introduces a form of nonlocality.
  49.  
  50. For perfect detectors, Bell's theorem still holds and the previous argument
  51. can not be made.  Even for highly efficient detectors (in excess of 82.8%
  52. see John Clauser's 1969 paper) the global filtering can not save locality.
  53. Experiments have yet to reach this level of efficiency.
  54.  
  55. In summary, at this time, one can NOT make the claim that "Any theory of any
  56. form that is consistent with quantum mechanics must also be nonlocal".
  57.  
  58.  
  59. ]> Again, instantaneous transmission of information happens in an
  60. ]> underlying hidden variables theory. In the quantum theory, since it
  61. ]> cannot be used to send a signal, this transmission of information is
  62. ]> absent by definition.
  63. ]
  64. ]This is false. The Shannon definition of information is that it allows one
  65. ]to select a limited number of alternatives from a wider range of
  66. ]possibilities. Encrypted data is information even though you cannot
  67. ]determine what the data is without a decryption key. In a test of Bell's
  68. ]inequality, we know from a local observation something about two things
  69. ]that happened at a distant site. These two things are the observation made
  70. ]at the distant site and the angle of a polarizer at a distant site. We do
  71. ]not know either of these, but we know something about the combination
  72. ]of the two of them. This is information and it is transmitted instantaneously
  73. ]if the instantaneous collapse postulate is true.
  74.  
  75. "If the instantaneous collapse postulate is true."  For polarizers aligned
  76. with perfect detectors a measurement at A predicts with certainty the
  77. measurment at B.  For inefficient detectors, a measurement at A does not
  78. predict the outcome at B.  One must know whether a particle was detected
  79. at B before one can assert the value of the measurement at B.  Knowledge
  80. of the detection at B is not known at A.
  81.  
  82. ]
  83. ]> Also only the hidden variables theory has to
  84. ]> give up causality; e.g. quantum electrodynamics strictly respects
  85. ]> causality.
  86. ]
  87. ]You are dead wrong again. In a test of Bell's inequality manipulating a
  88. ]local polarizer must instantaneously *affect* what happens at a remote
  89. ]location.
  90.  
  91. A local model of Aspect's experiment can be (has been) constructed where
  92. manipulation of a local polarizer does nothing to a remote location.  The
  93. local manipulation (at A) changes the states of detection at A. For
  94. inefficient detectors there are 3 outcomes {-,0,+} where 0 is nondetection.
  95. For a fixed hidden variable value, the outcome at A is affected by changing
  96. the orientation at A.  However, the average response at A (averaged over
  97. hidden variable values) is unaffected by such orientation changes.  Only
  98. the joint correlation, carried by the hidden variables, is detectable.
  99. (to be precise, it is possible to construct a model that has these
  100. properties).
  101.  
  102. ]          Thus either relativity, which is part of quantum electrodynamics
  103. ]is false, or causality is violated. See P. H. Eberhard, Il Nuvo Cimento 46 B,
  104. ]392, (1978) for a complete detailed analysis of this.
  105.  
  106. Again, to date, neither of these conclusions can be drawn.
  107.  
  108. ]
  109. ]>    Since quantum mechanics, quantum electrodynamics etc. give
  110. ]> (unambiguous) predictions verified by experiments with an incredible
  111. ]> accuracy (e.g.: hydrogen atom and positronium energy levels, electron
  112. ]> and muon magnetic moment), according to Occam's Razor we must held
  113. ]> these theories true until experimental evidence suggests otherwise. 
  114. ]>    I find "methodologically wrong" to think that, since a few
  115. ]> predictions of an otherwise very successful theory have not (yet) been
  116. ]> tested, the theory should be considered wrong.
  117. ]
  118. ]But I do not think the parts of the theory that give these
  119. ]validated results are wrong. There is a trivial change one
  120. ]can make to quantum mechanics to produce a theory that has been validated
  121. ]to the same degree and that is completely local. One replaces the collapse
  122. ]postulate with the following alternative.
  123. ]
  124. ]   Quantum collapse is engendered by experimental conditions designed to
  125. ]   observe the classical parameters of a system. It is an objective event
  126. ]   that occurs for a variety of reasons that are not fully understood or
  127. ]   part of current theory. It has a local Lorentz invariant structure and
  128. ]   will thus occur spontaneously before the point that an experiment would
  129. ]   result in violating locality.
  130. ]
  131. ]The alternatives we face are a local incomplete theory or a nonlocal
  132. ]quasi-mystical (quantum collapse is caused by a conscious observer)
  133. ]complete theory.
  134.  
  135. Again, these are not yet the only altenatives.
  136.  
  137. ]                 I see no reason to prefer the existing
  138. ]collapse postulate.
  139.  
  140. On this point, I whole heartedly agree.
  141.  
  142. ]                    On two occasions I have challenged the readers
  143. ]of this newsgroup to come up with an *objective* reason for preferring the
  144. ]nonlocal theory and none has been forthcoming.
  145. ]
  146. ]Paul Budnik
  147.  
  148. Since we both seen to be working toward the same end, I offer no such reason.
  149.  
  150. -- Doug Danforth
  151.