Quantum entaglement y la flecha del tiempo

Question

He visto varias reclamaciones a que la mecánica cuántica es necesaria para explicar la flecha del tiempo que yo interpreto como el macroscópica de la irreversibilidad de los sistemas físicos. Esto es probablemente para resolver Loschmidt de la paradoja. Un reciente ejemplo de ello es un reciente Fundación Simons artículo de la Flecha de Tiempo Remontarse a la Fuente Cuántica. Otro ejemplo es Un quantum de la solución a la flecha del tiempo dilema. También hay una mayor exposición del artículo que contiene la siguiente vez firme párrafo:

La aplicación de la mecánica clásica a la explicación de la termodinámica se tradujo en un complejo y repugnante lío que no explica nada, a pesar de grandes esfuerzos fueron gastados a lo largo de esta línea. Esto no es sorprendente, ya que la termodinámica sensible depende de la mecánica a escala atómica, para que la mecánica clásica falla estrepitosamente. ... con la introducción de la mecánica cuántica, ha sido posible entender la entropía clara y completamente ...

Sin embargo, como yo lo entiendo, de grano grueso irreversibilidad ha sido demostrado por la teoría y por simulaciones numéricas para puramente clásica idealizada, como los sistemas de "billar" y "gases" en 2 y 3 dimensiones. Particularmente estoy pensando en Simanyi resultados en ergodicity y el número de investigaciones de Orban Y Bellemans, Levesque Y Vertlet y Komatsu & Abe. Estos sugieren que macroscópica de la irreversibilidad proviene de la estructura geométrica del campo de vectores en el espacio de fase que representa la evolución de los sistemas. Los estados en la disminución de la entropía trayectorias son inestables y la más pequeña de las perturbaciones del resultado en las trayectorias que pasan a ser de la entropía a aumentar después de un tiempo. Esto significa que, a menos que los sistemas pueden están preparados con precisión infinita, entonces cualquier sistema preparado es casi seguro que sea en una entropía creciente trayectoria a menos que esté en equilibrio ya. Lo que se requiere es que la dinámica de permitir que las trayectorias en el espacio de fase a divergir de una forma no lineal.

Esto implicaría que, aunque no son profundas conexiones entre la mecánica cuántica y la irreversibilidad, la mecánica cuántica no es estrictamente necesaria para la irrevocabilidad como algunos artículos parecen estar reclamando. Lo que queda por explicar por qué el universo está en un extremo de un estado de equilibrio, pero los artículos citados al principio no parecen abordar este aspecto.

Lo que me estoy perdiendo?

Answer 1

La cuestión de la irreversibilidad está inextricablemente vinculada con la termodinámica, más precisamente, con la falta de información de un observador (y una noción relevante de la entropía). Incremento de entropía de las necesidades de la pérdida de información. Esto es cierto en la mecánica clásica la teoría como en la mecánica cuántica la teoría. De hecho, intrínsecamente, la dinámica hamiltoniana (quantum o clásica) es unitaria, determinista y el tiempo reversible, por lo tanto isentrópica (por ejemplo, la preservación de la información). En consecuencia, no hay ningún objetivo de flujo de tiempo. En mi opinión, el mejor en la actualidad la respuesta a la cuestión del tiempo es el tiempo térmica hipótesis elaborado por C. Rovelli, A. Connes y P. Martinetti. Para más información sobre este tema, echa un vistazo a:

• Los diamantes de la Temperatura: el efecto Unruh delimitada por la trayectoria y la de tiempo térmica hipótesis de Pierre Martinetti, Carlo Rovelli, de febrero de 2004 http://arxiv.org/abs/gr-qc/0212074v4

• Von Neumann álgebra automorfismos y el tiempo de la termodinámica en relación general covariante las teorías cuánticas A. Connes, C. Rovelli, junio de 1994
  http://uk.arxiv.org/abs/gr-qc/9406019v1

• "Olvidar el tiempo", Ensayo escrito para la FQXi concurso sobre la Naturaleza de la
  El Tiempo, Agosto De 2008, C. Rovelli

Answer 2

Siento que hay poco consenso en la comunidad de la física sobre los orígenes de la flecha del tiempo. Esto sugeriría que realmente sabemos muy poco acerca de la naturaleza del tiempo. Así que la mayoría de ellos simplemente mostrar sus puntos de vista e interpretaciones, pero se quedan cortos de ofrecer pruebas.

El artículo de la Wikipedia sobre la flecha del tiempo ya se menciona un par de diferentes concepciones de la flecha del tiempo, no siempre es claro que uno se está hablando, y hay al menos un par de diferentes dilemas, ya que ninguno de ellos es perfectamente entendido.

En esta situación, lo mejor que puedo hacer es expresar mi opinión personal.

Así que creo que Loschmidt la paradoja (por la termodinámica de la flecha del tiempo) puede ser resuelto por puramente estadístico argumentos. Refiriéndose a la improbabilidad de espontáneo la entropía de reducción, creo que la flecha termodinámica se explica bastante bien por el hecho de que el estado de baja entropía del universo (que sigue sin resolverse).

En la mecánica cuántica, no es diferente de la flecha del tiempo, definido por el colapso de la función de onda. Pero en los últimos años, algunos investigadores han llegado a una muy buena comprensión de lo que causa la impresión de que el colapso de la función de onda en un mundo macroscópico, el uso de quantum de la termodinámica. Así que, básicamente dividir su mundo cuántico en el pequeño sistema que considere la posibilidad y el resto, que es el embalse. Luego de analizar la evolución en el tiempo de la proyección de la función de onda del sistema pequeño de estados cuánticos del embalse. Y se obtiene el colapso de la función de onda que ocurre en un tiempo extremadamente corto escala, en relación al tamaño de la pequeña en el sistema de acoplamiento entre los dos. El efecto se llama separación. Resulta que es muy difícil evitar la separación. Este hecho está siendo experimentado por la gente tratando de construir un ordenador cuántico, por lo que usted necesita para mantener su qbits enredados.

De modo que el giro de la historia es, que en este particular punto de vista de los asuntos, los argumentos Estadísticos y los conceptos de la termodinámica clásica conducir a la explicación de la flecha del tiempo en la mecánica cuántica. Además nos dice algo acerca de la relación entre la mecánica cuántica y la termodinámica.

Esto, en una primera lectura de la Fundación Simons artículo que se cita, parece contradicen fuertemente los resultados de Lloyd, quien afirma que, enredo habrían de emerger de acuerdo con el equilibrio térmico. Además afirma que el entrelazamiento es lo que provoca el equilibrio. Sin embargo, el efecto de separación descritas anteriormente suceder en muy diferentes escalas de tiempo y la escala de manera completamente diferente, con el número de partículas. Así Lloyd's vista es muy incompatible con el mío.

En contraste, el papel por Maccone parece resaltar bastante hecho interesante acerca de las consecuencias de la mecánica cuántica. Pero creo que su punto de vista es bastante coherente con lo que dicen los demás que se citan en el mismo artículo. La manera de cómo Maccone presenta las reivindicaciones de los otros papeles groseramente overexaggerates la importancia de su propio trabajo. (Pero creo que no es grave científico que no haría eso.) No creo que Maccone explicar la termodinámica de la flecha del tiempo, sino que ya se utiliza en el paso con el colapso de la función de onda. Por lo que sería evidente que él obtiene de la espalda.

Como resultado, no me preocupan demasiado acerca de esas afirmaciones. El tiempo sigue siendo un misterio por el momento, mientras que Loschmidt la paradoja no es una paradoja si se tiene en cuenta las probabilidades, creo.