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Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Quanten-Kausalität: A verursacht B verursacht A


Plankton
23.09.16, 15:09
Hallo,
ich denke das ist das richtige Unterforum. Ich habe einmal eine Arbeit gelesen in der es um nicht-kausale Quantenkorrelationen geht. Der Zeitungsartikel dazu klang sehr interessant, aber ich bin mir nicht sicher was wirklich dahinter steckt. Wenn es jemand interessiert, dann kann er es sich ja mal anschauen und seine Meinung dazu sagen. Würde mich interessieren was die "Cracks" hier im Forum davon halten.

Gruß

The idea that events obey a definite causal order is deeply rooted in our understanding of the world and at
the basis of the very notion of time. But where does causal order come from, and is it a necessary property
of nature? We address these questions from the standpoint of quantum mechanics in a new framework for
multipartite correlations which does not assume a pre-defined global causal structure but only the validity of
quantum mechanics locally. All known situations that respect causal order, including space-like and time-like
separated experiments, are captured by this framework in a unified way. Surprisingly, we find correlations that
cannot be understood in terms of definite causal order. These correlations violate a ‘causal inequality’ that is
satisfied by all space-like and time-like correlations. We further show that in a classical limit causal order always
arises, which suggests that space-time may emerge from a more fundamental structure in a quantum-to-classical
transition.
Quantum correlations with no causal order (https://arxiv.org/pdf/1105.4464v3.pdf)

Der Zeitungsartikel dazu:
Eines der am tiefsten verwurzelten Konzepte in der Wissenschaft ist die Kausalität. Theoretische Physiker von der Universität Wien und der Université Libre de Bruxelles zeigen, dass in der Quantenmechanik eine Situation vorstellbar ist, in der ein einzelnes Ereignis zugleich Ursache und Wirkung eines anderen Ereignisses sein kann.
https://medienportal.univie.ac.at/uniview/forschung/detailansicht/artikel/quanten-kausalitaet-a-verursacht-b-verursacht-a/

inside
26.09.16, 10:36
Naja, ich würde sagen: Bedeutungslos.
Es gab eine wundersame Folge der SRT, ich meine, es war eine Situation, die aus den Formeln der SRT hervorging.
Durch die reinen Formeln und Berechnungen war theoretisch eine Geschwindigkeit gösser C möglich, die sich asymptotisch C nähert. Aber das war nur theoretisch möglich. Genau wie in diesem Bericht ist es reine Theorie. Ich bin zwar kein "Physikcrack", tendiere aber dazu, dass sowas in der realen Natur nicht gefunden werden kann. Selbst wenn es das gibt, frage ich mich, wie das experimentell beweisbar sein soll, ohne dass man den erwähnten Effekt nicht selber als Störungsquelle ausschliessen kann....

Hawkwind
26.09.16, 12:20
Kommt mir vor wie eine sehr theoretische spekulative Spielerei.
In der Variante der Quantenmechanik der Autoren scheint sich aber an Beobachtungen (Experimenten) eh nichts zu ändern:

All known situations that respect causal order, including space-like and time-like
separated experiments, are captured by this framework in a unified way.

Mir kommt es nicht so aufregend vor. :)

Plankton
26.09.16, 15:27
[...]
In der Variante der Quantenmechanik der Autoren scheint sich aber an Beobachtungen (Experimenten) eh nichts zu ändern:

Das muss ja so sein! Wenn du dir das durchliest, geht es ja darum, dass global die Kausalität verletzt wird, während lokal bei Alice und Bob Kausalität erhalten bleibt.

inside
27.09.16, 08:41
geht es ja darum, dass global die Kausalität verletzt wird, während lokal bei Alice und Bob Kausalität erhalten bleibt

hab ich das überlesen ?

Hawkwind
27.09.16, 09:06
Das muss ja so sein! Wenn du dir das durchliest, geht es ja darum, dass global die Kausalität verletzt wird, während lokal bei Alice und Bob Kausalität erhalten bleibt.
hab ich das überlesen ?

Ich schätze, Plankton entnimmt das der Formulierung:

We have seen that by relaxing the assumption of definite
global causal order and requiring that the standard quantum
formalism holds only locally, we obtain the possibility for
global causal relations that are not included in the usual formulation
of quantum mechanics.


Es ist die Frage, was das überhaupt bedeutet - die Autoren über die Relevanz für Beobachtungen:

The natural question is whether “non-causal” quantum correlations
of the kind described by our formalism can be found
in nature. One can speculate that they may exist in unprobed
physical regimes, such as, for example, those in which quantum
mechanics and general relativity become relevant.


Spekulationen über Spekulationen ... .

inside
27.09.16, 14:07
Hm, kann sein, dass das so von ihm interpretiert wurde. Also, bleibt ja nichts übrig, als abzuwarten. Derzeit tut sich generell viel, die Chinesen geben komplett Gas mit ihrem Zeug, der EM-Drive wartet auf ein korrektes Peer-Review, da waren so ungarische Forscher, die angeblich ein Teilchen entdeckt hatten, das japanische Forscher als Hinweis für eine 5 Kraft deuteten, dann ist der noch der gute alte LHC... alles in Allem sollte dieser Dezember mal wieder kräftige News liefern, warum nicht auch noch, dass diese Ursache-Wirkung-Verletzung in der Natur entdeckt wurde. Ich glaube zwar nicht dran, aber interessant wäre es alle Male.

Plankton
02.10.16, 13:37
[...]
Spekulationen über Spekulationen ... .
Hmmm.... der Thread gehört eigentlich in "Theorien jenseits der Standardphysik". Wenn die Moderation möchte, das wäre nett. ;)
Jedenfalls ist das ein theoretische Betrachtung dieses Gedankenexperiments!
Ich finde eben diesen Ansatz interessant! Man geht davon aus die QM gilt nur lokal und erzeugt dann [auch mit Verschränkung] neuartige Situationen (die global Kausalität verletzen).
Strategy for accomplishing communication task by using processes with definite and indefinite causal order.

(a) There exists a global background time according to which Alice’s actions are strictly before Bob’s. She sends her input a to Bob, who can read
it out at some later time and give his estimate y=a. However, Bob cannot send his bit b to Alice as the system passes through her laboratory at some earlier time. Consequently, she can only make a random guess of Bob’s bit. This results in a probability of success of 3/4 [*2].
(b) If the assumption of a definite order is dropped, it is possible to devise a resource (i.e. a process matrix W) and a strategy that enables
a probability of success (2+√2)/4 > 3/4 [*8](see text).

Mich fasziniert so etwas schon allein aus dem Grund, weil es eine Arbeit ist welche in die Richtung "Raumzeit entsteht aus Quantenmechanik" geht. Gibt zwar hier keine parallelen zur AdS/CFT-Korrespondenz, wenn allerdings wirklich "Raumzeit aus Verschränkung" gemacht ist, dann wären Situationen wie beschrieben hier einleuchtend!

Furthermore, since the conformal space-time metric is a description of the causal relation between space-time points [39, 40], one can expect
that an extension of general relativity to the quantum domain would involve situations where different causal orders could coexist “in superposition”. The formalism we presented may offer a natural route in this direction: based only on the assumption that quantum mechanics is valid locally, it yields causal relations that cannot be understood as arising from a definite, underlying order.

Die Frage die angeschnitten wird liegt wohl nur im Gedankenspiel derart:

This is remarkable, since if Alice and Bob perform their experiments inside laboratories that they believe are isolated from the outside world for the duration of their operations, and if they believe that they are able to freely choose the bits a, b, and b', they will have to conclude that the events in their experiment do not take place in a causal sequence. Indeed, the framework only assumes that the local operations
from the input to the output system of each party are correctly described by quantum mechanics, and it is compatible with any physical situation in which one would have all the reasons to believe that each party’s operations are freely chosen in a closed laboratory.
Interestingly, both the classical bound (2) and the quantum violation (8) match the corresponding numbers in the CHSH-Bell inequality [31], which strongly resembles inequality (2).
However, the physical situations to which these inequalities correspond is very different: Bell inequalities can be violated in space-like separated laboratories, while (8) cannot be achieved neither with space-like nor with time-like separated laboratories. It is an open question whether (8) is the maximal possible violation allowed by quantum mechanics.

Wahrscheinlich findet man das wirklich nur interessant, wenn man von Sachen wie AdS/CFT, VWI, Dekohärenz bereits begeistert ist bzw. von der Hypothese --> Raum und Zeit als Ergebnis von Quantenverschränkungen!
Gruß :)

BTW: Reine Theorie war auch mal die ART, SRT, QM etc. pp. Experimente folgten erst später. ;)