پارادوکس ای پی ار

پارادوکس ای پی آر. پارادوکس EPR ( یا پارادوکس اینشتین - پودولسکی - روزن ) آزمایشی فکری در مکانیک کوانتومی است، که بنیادهای فلسفی مکانیک کوانتومی را به چالش می کشد. این آزمایش فکری را در سال ۱۹۳۵ آلبرت اینشتین، بوریس پودولسکی و ناتان روزن در مقاله ای نوشتند تا نشان دهند که مکانیک کوانتومی نظریهٔ فیزیکی کاملی نیست.
آزمایش EPR به دوگانگی زیر می انجامد:
• نتیجهٔ آزمایشی که روی بخش ( الف ) از یک سیستم کوانتومی انجام می شود، روی واقعیت فیزیکیِ بخش ( ب ) آزمایش که در فاصلهٔ دوری قرار دارد تأثیر غیرموضعی[ ۱] می گذارد، به این معنی که مکانیک کوانتومی می تواند نتیجهٔ اندازه گیری را در بخش ( ب ) پیش بینی کند. یا…
• مکانیک کوانتومی نظریهٔ کاملی نیست، به این معنی که بخشی از واقعیت فیزیکیِ بخش ( ب ) را نمی توان با مکانیک کوانتومی توصیف کرد ( و متغیرهای دیگری برای توصیف آن نیاز است ) .
مقاله EPR چنان برای فیزیکدانان جذاب بود که موجب بحثی دامنه دار دربارهٔ اصول مکانیک کوانتومی شد، تأثیری که تا به حال کمتر دیده شده است. با این حال برخلاف جذابیت EPR، نقطه ضعف استدلال آن تا سال ۱۳۴۶ ( ۱۹۶۴ میلادی ) آشکار نشد. در آن سال جان استوارت بل اثبات کرد که یکی از فرضیات کلیدی موجود در EPR، یعنی اصل جایگزیدگی، با نظریه کوانتوم در تضاد بوده است.
آزمایش EPR دربارهٔ اندازه گیری روی حالت های درهم تنیده است. چشمه ای داریم که یک جفت الکترون را می گسیلد. یکی از الکترون ها به مقصد A می رود که مشاهده گری به نام آزیتا آن جاست، و الکترون دوم به مقصد B می رود که مشاهده گری به نام بابک در آن نشسته است. [ ۲] بر اساس مکانیک کوانتومی، می توانیم کاری کنیم که الکترون های گسیل شده در حالت کوانتومی اسپین تک تایی[ ۳] باشند. حالت تک تایی برهم نهی کوانتومی دو حالت I و II است. در حالت I اسپین الکترون اول بالاست و اسپین دومی پایین است، و در حالت II اسپین الکترون اول پایین و اسپین دومی بالا است ( بالا و پایین را در راستای محور فرضی z می سنجیم. ) از همین رو، نمی توان حالتی را انگاشت که اسپین هردو الکترون در یک جهت باشد. چنین حالتی را حالت درهم تنیده می نامند.
حال آزیتا اسپین الکترون خود را در راستای z می سنجد. او یکی از نتیجه های ممکن را خواهد دید: + ℏ / 2 یا − ℏ / 2 . فرض کنیم که + ℏ / 2 را دیده است. براساس مکانیک کوانتومی، حالت کوانتومی این سیستم دوالکترونی به حالت I فروکاسته خواهد شد. ( تفسیرهای گوناگون مکانیک کوانتومی این فرایند را با زبان های متفاوتی بازمی گویند، ولی نتیجهٔ پایانی یکسان است ) حالت کوانتومی نتیجهٔ هر اندازه گیری روی سیستم را مشخص می کند. در مثال ما، اگر بابک اسپین الکترونش را بسنجد، به احتمال ۱۰۰٪ اسپین را − ℏ / 2 خواهد یافت. به همین ترتیب اگر آزیتا اسپین را − ℏ / 2 می دید، بابک + ℏ / 2 به دست می آورد.