Nonlocality in quantum physics

Abstract

Том 142, вып. 4 УСПЕХИ ФИЗМ ЧЕС КМХ НАУК 530.145О НЕЛОКАЛЬНОСТИ В КВАНТОВОЙ ФИЗИКЕ -Б. И. Спасский, А. В. Московский / В современной теории поля действует принцип локальности, предпо-лагающий «такой механизм взаимодействия между полями, при котором влияние одного из полей, например и, на другое, например v, имеет локаль-ную в пространстве-времени структуру, т. е. поведение поля v в точке х пространства-времени определяется значением поля и (и, возможно, его производных) в той же точке пространства-времени» 68 . В этом смысле под нелокальными теориями имеют в виду целый класс обобщений квантовой теории поля, основанных на предположении о неточечности взаимодейст-вия 62 . Термин нелокальность используется в современной литературе еще и в несколько ином смысле. Дело в том, что существует целый ряд квантовых явлений, которые с точки зрения классической можно интерпретировать как проявление особого рода нелокальности, присущей квантовым объектам. Мы имеем в виду эффект Ааронова -Бома, парадокс Эйнштейна -Подоль-ского -Розена, эффект Брауна -Твисса и другие подобного рода явления. Их обсуждению и посвящена данная статья.Одна из особенностей возникновения и развития квантовой теории состоит в том, что сначала был создан математический аппарат этой теории, а затем началось выяснение физического смысла этого аппарата. Прежде всего появились попытки построить интерпретацию, основанную на класси-ческих представлениях, однако очень быстро стало ясно, что эта задача неразрешима.Так, уже в 1910 г. Г. А. Лоренц, обсуждая гипотезу о корпускулярных свойствах света, пришел к заключению о невозможности дать непротиворе-чивое объяснение корпускулярно-волнового дуализма света. Он рассуждал примерно так г : Если предположить, что пучок световых лучей является потоком частиц, то как можно тогда объяснить интерференцию, дифракцию и тому подобное? Устойчивую интерференционную картину дают только когерентные лучи, поэтому, например, при прохождении пучком полупрозрачного зеркала нужно предположить, что либо один фотон делится на два, и интерферируют между собой эти две половины, или же интерферируют разные фотоны, являющиеся когерентными. Но первое предположение было трудно принять, так как известны были случаи интерференции при большой (порядка метра) разности хода. Отсюда следовало бы, что фотоны должны иметь размеры такого же порядка, что представлялось явно неразумным. Но и другое предположение, согласно которому фотоны в световом пучке образуют когерентный ансамбль, встречало затруднение, так как сразу же возникал вопрос: почему одни фотоны отражаются, а другие преломляются, или почему два фотона, попадая в то место экрана, где наблюдаются темные полосы, уничтожают друг друга.После открытия корпускулярно-волнового дуализма частиц (электро-нов) подобные вопросы стали еще более острыми. Некоторые физики 600 Б -и -СПАССКИЙ, А. в. МОСКОВСКИЙ (де Бройль, Шредингер и др.) попытались разработать модель, которая как-то объединяла корпускулярные и волновые свойства частиц, однако эти попыт-ки успехом не увенчались. Принципиально иной подход...

Quantum/classical correspondence in the light of Bell's inequalities

“…The bibliography on this question is vast. There are several reviews: Home and Selleri [112], De Baere [60], Spassky and Moskovsky [223], Grib [95], Clauser and Shimony [47], and others. We confine ourselves to remarks.…”

Macroscopic quantum effects in transmission of signals along the superconducting microwave slotline towards quantum transmission lines

“…The common assumption of local realism (or "local causality") implies that the conditional joint probability (obviously connected with the wave function) for outcomes observed at the first and second systems, which can depend on the setting values of both observers and on a set of (shared) "hidden variables", factorizes into probabilities that only depend on the each individual local settings and hidden variables. Bell's inequalities together with experimental data obtained in support [14] demonstrate the impossibility of the «local realizations» for measurement process [15], in which it is assumed that the registered state exists before the measurement event. So, the measurement process itself in accordance with requirements of the quantum mechanical principles is forming the result.…”

“…Hence, according to the presently adopted point of view, an absence of the classical field, which would provide an interaction between the moving in opposite directions parts of the disintegrated system, opens a possibility of implementation of the conditions for a perturbation to propagate over the total system with hyper relativistic velocity [28][29][30][31] by means of disturbing only a part of this macroscopic quantum system. Something like this is implemented in experiments with quantum teleportation of photons [31][32][33][34][35][36][37][38][39][40][41][42]15]. In these experiments the correlated photon pairs (polarization-entangled states) are exploited, which are usually generated by a continuous-wave-pumped spontaneous parametric down-conversion source using an excitation by ultra-violet quantum and the process of scattering in a crystal possessing the quadratic nonlinearity [43][44][45]13].…”