Czy mechanika kwantowa zagraża szczególnej teorii względności?

• Autorzy: Sokołowski L. M.

Warianty tytułu

EN

Is quantum theory a threat to special relativity?

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Ostatnio pojawiły się sugestie, iż eksperymenty z cząstkami kwantowymi w stanach splątanych mogą wymusić znaczące zmiany szczególnej teorii względności. Tutaj rozpatruję tę kwestię z punktu widzenia relatywisty. Właściwa STW obejmuje twierdzenia geometryczne o czasoprzestrzeni Minkowskiego i nie wyklucza rozmaitych zjawisk biegnących z ponadświetlnymi prędkościami, których dopatrzeć się można w procesach kwantowych. Sama konstrukcja jakiejkolwiek czasoprzestrzeni wymaga ciał klasycznych, czyli agregatów kwantowej materii w stanach bliskich klasycznym. Ciała klasyczne są konieczne również w mechanice kwantowej, gdyż wymaga ona dualizmu: obiekt kwantowy - klasyczny przyrząd pomiarowy. STW opiera się na pomiarach na cząstkach kwantowych w stanach prawie klasycznych, z czego wynika, że fizyka cząstek elementarnych wymaga czasoprzestrzennej sceny o geometrii Minkowskiego i stany splątane nie mogą tej sceny naruszyć. Tym niemniej, w pełni relatywistyczny opis wielu procesów kwantowych napotyka poważne trudności. Są one wyraźnym sygnałem, że nasze pojmowanie teorii kwantów jest wciąż dalece niekompletne i teorię tę trzeba znacząco rozwinąć.

EN

Recently there appeared some suggestions that highly sophisticated quantum mechanical experiments involving entangled states might be a threat to special relativity and ultimately enforce deep modifications of the theory. Here we attempt to shed some light on the problem from the relativist's viewpoint. We emphasize what special relativity proper is: it consists of physically interpreted theorems concerning geometry of Minkowski spacetime and as such is compatible with a wide class of phenomena propagating at superluminal velocities. The very construction of a spacetime (Galilei or Minkowski) requires classical objects being quantum matter in quasi-classical states. These quasi-classical states are essential also for quantum mechanics, as is expressed in the dualism of the quantum object versus the classical measuring device. Special relativity is based on effects involving elementary particles and this shows that the quantum world necessitates Minkowski spacetime as the background, hence special relativity is robust. On the other hand a fully relativistic description of many quantum mechanical processes encounters a number of difficulties indicating that the current comprehension and interpretation of quantum theory is still incomplete and needs far reaching development.

Słowa kluczowe

PL

mechanika kwantowa; szczególna teoria względności; stan splątany; splątanie kwantowe; pole grawitacyjne

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Fizyczne
• Czasopismo: Postępy Fizyki
• Rocznik: 2009
• Tom: T. 60, z. 4
• Strony: 159--185
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz.

Twórcy

autor

Sokołowski L. M.

• Obserwatorium Astronomiczne, Uniwersytet Jagielloński

Bibliografia

• [1] F. Farley, J. Bailey, E. Picasso, Nature 217, 17 (1968).
• [2] A. Staruszkiewicz, Acta Phys. Polon. B Proc. Suppl. 1, 109 (2008).
• [3] L. Bratek, preprint arXiv:0902.4189.
• [4] S. Weinberg, The Quantum Theory of Fields, Vol. 1 Foundations (Cambridge Univ. Press, Cambridge 1995), par. 5.1.
• [5] R. Penrose, Nowy umysł cesarza (Wyd. Nauk. PWN, Warszawa 1995), s. 240-42.
• [6] L. Landau E. Lifszyc, Teoria pola (PWN, Warszawa 1977), par. 15.