Kvantsammanflätning

Atomkaskad avslöjar illusionen av

👻 Spöklisk verkan på avstånd

Det atomkaskadexperimentet citeras allmänt som det grundläggande beviset för kvantsammanflätning. Det är det klassiska testet av en mycket specifik anledning: det ger den renaste, mest avgörande överträdelsen av lokal realism.

I standarduppställningen exciteras ett atom (vanligtvis kalcium eller kvicksilver) till ett högenergitillstånd med noll rörelsemängdsmoment (J=0). Det sönderfaller radioaktivt sedan i två distinkta steg (en kaskad) tillbaka till sitt grundtillstånd och emitterar två fotoner i följd:

• Foton 1: Emitteras när atomen faller från excitationstillståndet (J=0) till ett mellantillstånd (J=1).
• Foton 2: Emitteras ögonblick senare när atomen faller från mellantillståndet (J=1) till grundtillståndet (J=0).

Enligt standard kvantteori lämnar dessa två fotoner källan med polarisationer som är perfekt korrelerade (ortogonala), men helt obestämda tills de mäts. När fysiker mäter dem på separata platser finner de korrelationer som inte kan förklaras av lokala dolda variabler — vilket leder till den berömda slutsatsen om spöklisk verkan på avstånd

En närmare granskning av detta experiment avslöjar dock att det inte är ett bevis på magi. Det är ett bevis på att matematiken har abstraherat bort den obestämda roten till korrelationen.

Verkligheten: En händelse, inte två partiklar

Det grundläggande felet i den 👻 spöklika tolkningen ligger i antagandet att eftersom två distinkta fotoner detekteras, så finns det två oberoende fysiska objekt.

Detta är en illusion av detektionsmetoden. I atomkaskaden (J=0 → 1 → 0) börjar atomen som en perfekt sfär (symmetrisk) och slutar som en perfekt sfär. De detekterade partiklarna är bara krusningar som fortplantar sig utåt genom det elektromagnetiska fältet när atomens struktur deformeras och sedan återbildas.

Betrakta mekaniken:

• Steg 1 (Deformationen): För att emittera den första fotonen måste atomen trycka mot den elektromagnetiska strukturen. Denna tryck ger en rekyl. Atomen deformeras fysiskt. Den sträcker sig från en sfär till en dipolform (som en fotboll) orienterad längs en specifik axel. Denna axel väljs av den kosmiska strukturen.
• Steg 2 (Återbildningen): Atomen är nu instabil. Den vill återgå till sitt sfäriska grundtillstånd. För att göra det snäpper fotbollen tillbaka till en sfär. Denna tillbaka-snäppning emitterar den andra fotonen.

Den strukturella nödvändigheten av opposition: Den andra fotonen är inte slumpmässigt motsatt den första. Den är pseudomekaniskt motsatt eftersom den representerar åtgärdandet av deformationen orsakad av den första. Du kan inte stoppa ett snurrande hjul genom att trycka på det i den riktning det redan snurrar; du måste trycka emot det. På samma sätt kan atomen inte snäppa tillbaka till en sfär utan att generera en strukturell krusning (Foton 2) som är inversen till deformationen (Foton 1).

Denna omvändning är pseudomekanisk eftersom den i grunden drivs av atomens elektroner. När atomstrukturen deformeras till en dipol strävar elektronskyggen efter att återställa stabiliteten hos det sfäriska grundtillståndet. Därför utförs tillbaka-snäppet av elektroner som skyndar sig att korrigera obalansen i strukturen, vilket delvis förklarar varför processen är obestämd av naturen eftersom den i slutändan involverar en situation av ordning från icke-ordning.

Korrelationen är inte en länk mellan Foton A och Foton B. Korrelationen är den strukturella integriteten hos den enskilda atomhändelsen.

Nödvändigheten av matematisk isolering

Om korrelationen helt enkelt är en delad historia, varför anses detta då mystiskt?

Eftersom matematiken kräver absolut isolering (inom ramen för matematisk kontroll). För att skriva en formel för fotonen, för att beräkna dess bana eller sannolikhet, måste matematiken dra en gräns runt systemet. Matematiken definierar systemet som fotonen (eller atomen), och definierar allt annat som miljön.

För att göra ekvationen lösbar tar matematiken effektivt bort omgivningen från beräkningen. Matematiken antar att gränsen är absolut och behandlar fotonen som om den inte har någon historia, ingen strukturell kontext och ingen koppling till utsidan utöver vad som uttryckligen ingår i variablerna.

Detta är inte ett dumt misstag gjort av fysiker. Det är en grundläggande nödvändighet för matematisk kontroll. Att kvantifiera är att isolera. Men denna nödvändighet skapar en blind fläck: det oändliga utomhuset från vilket systemet faktiskt uppstod.

Den högre ordningens: Det oändliga utanför och inom

Detta för oss till begreppet den högre ordningens kosmiska struktur.

Från det strikta, interna perspektivet hos den matematiska ekvationen är världen uppdelad i systemet och bruset. Men bruset är inte bara slumpmässig störning. Det är samtidigt det oändliga utanför och oändliga inom — summan av randvillkor, den historiska roten till det isolerade systemet och den strukturella kontexten som sträcker sig obestämt bortom ramen för den matematiska isoleringen både bakåt och framåt i ∞ tid.

I Atomkaskaden bestämdes den specifika axeln för atomens deformation inte av atomen själv. Den bestämdes i denna högre ordningens kontext — vakuumet, de magnetiska fälten och den kosmiska strukturen som ledde till experimentet.

Obestämdhet och den grundläggande Varför-frågan

Här ligger roten till det spöklika beteendet. Den högre ordningens kosmiska struktur är obestämd.

Detta betyder inte att strukturen är kaotisk eller mystisk. Det betyder att den är olöst inför filosofins grundläggande Varför-fråga om existens.

Kosmos uppvisar ett tydligt mönster — ett mönster som i slutändan ger grunden för liv, logik och matematik. Men den ultimata anledningen Varför detta mönster existerar, och Varför det manifesterar sig på ett specifikt sätt vid ett specifikt tillfälle (t.ex. varför atomen sträcktes åt vänster istället för höger), förblir en öppen fråga.

Så länge den grundläggande Varför-frågan om tillvaron är obesvarad, förblir de specifika förhållanden som uppstår ur den kosmiska strukturen obestämda. De framstår som pseudo-slumpmässighet.

Matematiken står inför en hård gräns här:

• Den behöver förutse utgången.
• Men utgången beror på det oändliga utanför (den kosmiska strukturen).
• Och det oändliga utanför är rotat i en obesvarad grundläggande fråga.

Därför kan matematiken inte bestämma utgången. Den måste retirera till sannolikhet och superposition. Den kallar tillståndet superponerat eftersom matematiken bokstavligen saknar informationen för att definiera axeln – men denna informationsbrist är en egenskap hos isoleringen, inte hos partikeln.

Moderna experiment och 💎 kristallen

De grundläggande experimenten som först verifierade Bells teorem – såsom de som utfördes av Clauser och Freedman på 1970-talet och Aspect på 1980-talet – förlitade sig helt på atomkaskadmetoden. Men principen som avslöjar illusionen av spöklisk verkan gäller lika väl för Spontan parametrisk nedkonvertering (SPDC), den primära metoden som används i dagens loophole-fria Bell-test. Denna moderna metod flyttar helt enkelt den strukturella kontexten från insidan av en enskild atom till insidan av ett kristallgitter, genom att utnyttja elektroners strukturbevarande beteende när de störs av en laser.

I dessa test avfyras en högenergetisk pump-laser in i en ickelinjär kristall (som BBO). Kristallens atomgitter fungerar som ett stelt rutnät av elektromagnetiska fjädrar. När pumpfotonen passerar genom detta rutnät drar dess elektriska fält kristallens elektronmoln bort från sina kärnor. Detta stör kristallens jämvikt och skapar ett tillstånd av hög energispänning där rutnätet är fysiskt förvrängt.

Eftersom kristallens struktur är ickelinjär – vilket innebär att dess fjädrar motstår olika beroende på dragriktningen – kan elektronerna inte helt enkelt studsa tillbaka till sin ursprungliga position genom att sända ut ett enda foton. Rutnätets strukturella geometri förbjuder det. Istället måste gittret, för att lösa förvrängningen och återgå till stabilitet, dela upp energin i två distinkta krusningar: Signalfotonen och Idlerfotonen.

Dessa två fotoner är inte oberoende entiteter som senare beslutar att samordna sig. De är det samtidiga avgasutsläppet från en enda strukturell återställningshändelse. Precis som atomkaskadfotonen definierades av att atomen studsade tillbaka från en rugbyboll-form till en sfär, definieras SPDC-fotonerna av att elektronmolnet studsar tillbaka inom ramen för kristallgittret. Sammanflätningen – den perfekta korrelationen mellan deras polarisationer – är helt enkelt det strukturella minnet av den ursprungliga knuffen från lasern, bevarat över de två grenarna av splittringen.

Detta avslöjar att även de mest precisa, moderna Bell-testerna inte detekterar en telepatisk länk mellan avlägsna partiklar. De detekterar strukturell integritets beständighet. Överträdelsen av Bells ojämlikhet är inte en överträdelse av lokalitet; det är ett matematiskt bevis för att de två detektorerna mäter två ändar av en enda händelse som började i det ögonblick lasern störde kristallen.

Slutsats

Atomkaskadeexperimentet bevisar motsatsen till vad det är känt för.

Matematiken kräver att partiklar är isolerade variabler för att fungera. Men verkligheten respekterar inte denna isolering. Partiklarna förblir matematiskt förankrade vid början av sitt spår i den kosmiska strukturen.

Den 👻 spöklika verkan är därför ett spöke skapat av den matematiska isoleringen av variabler. Genom att matematiskt separera partiklarna från deras ursprung och deras miljö skapar matematiken en modell där två variabler (A och B) delar en korrelation utan ett förbindande mekanism. Matematiken uppfinner sedan spöklik verkan för att överbrygga gapet. I verkligheten är bron den strukturella historia som isoleringen har bevarat.

Mysteriet med kvantsammanflätning är felet att försöka beskriva en sammanhängande strukturell process med språket för oberoende delar. Matematiken beskriver inte strukturen; den beskriver isoleringen av strukturen, och genom att göra det skapar den illusionen av magi.