量子もつれに関するＥＰＲ実験について、

質問

量子もつれに関するＥＰＲ実験について、
アリスとバズが、非平行な軸に沿ってスピンを測定することを想定していますが、
何が問題なのかわかりません。
測定軸云々ではなく、
摂動に対する反応の違いがスピンであり、それは測定軸によらないと思われるためです。
ご存じの方、よろしくお願いします。

回答No.1

breakfaster · ベストアンサー

＞摂動に対する反応の違いがスピンであり、それは測定軸によらないと思われるためです。
まだここまでの理解でしたら、EPR相関を読む前にちゃんとした量子力学の教科書を一冊読んだほうがいいと思いますが、
（たとえば、ファインマン物理学の量子力学の巻、朝永振一郎の教科書など）
簡単に大筋だけ説明します。

量子力学では状態は「重ね合わせ」にあります。
どういうことかというと、スピン未知の原子ビームなどを、
シュテルン・ゲルラッハ装置のようなものを通すと、スピンの＋－に応じて
２本のビームに分解します。（分解の方向をｚ軸とします）。
これが「摂動への反応の違い」ということだと思うのですが、
この出てきたビームを同じｚ軸向きの装置を通したならば、これはもう分離せず、
ｚ＋のビームは２個目を通ってもｚ＋から出てくるし、
ｚ－のビームは２個目でもｚ－から出てきます。
では、出てきたビームを再度、最初の装置と直角の向き（x軸とします）においた装置を通すとどうなるか。
古典論的な感覚でいえば、でてきたビームはｚ＋向きかｚ－向きで確定していて、それに直行するｘ軸成分などはもっていないように思われます。
つまり、この考え方だとビームは分離しないで、直進することになります。
しかし、量子力学の世界では、このビームはまた、２本に分離します。
つまり、ある方向のスピンを観測したのち、別の方向で観測すると、これは２回目の観測に合わせてまた重ね合わせの状態になるのです。
もし、この２回目の分離したビームを、またｚ軸向きの装置で分離するとどうなるか。
もともとｚ＋で分離したビームを使っていたとしても、
途中にｘ軸向きに装置をいれることで状態は重ね合わせの状態に戻り、また２本のビームに分離します。

こういった量子状態の重ねあわせと観測装置の設定の問題を理解してから、
もういちどEPR論文を読むといいのではないでしょうか。

お礼

ご回答にあるような現象が生じるとは知りませんでした。
ありがとうございます。