Spin, momentum sudut, dan keterikatan

Yang akan kamu pelajari

• Spin
• Momentum sudut
• Keterikatan kuantum
• Pengukuran

Pahami konsepnya

Momentum sudut orbital memiliki L²=l(l+1)ℏ² dan L_z=mℏ. Spin elektron s=1/2 memiliki dua hasil komponen pada suatu sumbu, ±ℏ/2. Komponen pada sumbu berbeda tidak semuanya dapat memiliki nilai tajam bersama.

State gabungan entangled tidak dapat ditulis sebagai produk state masing-masing bagian. Korelasi pengukuran dapat melanggar ketaksamaan Bell di bawah asumsi model lokal tertentu, tetapi hasil lokal tetap acak sehingga tidak mengirim pesan terkendali lebih cepat dari cahaya.

Analisis lanjut

Operator spin S_i=ℏσ_i/2 untuk spin-1/2 dengan matriks Pauli; [S_x,S_y]=iℏS_z. State singlet (|↑↓⟩−|↓↑⟩)/√2 memberi antikorelasi sempurna pada sumbu yang sama dan korelasi −a·b pada sumbu berbeda. Reduced state masing-masing adalah I/2.

Membedakan korelasi, postselection dan komunikasi klasik mencegah klaim bahwa pengukuran dapat mengubah masa lalu atau mengirim informasi seketika.

Pendalaman: State lokal pada pasangan singlet

State singlet |ψ⟩=(|↑↓⟩−|↓↑⟩)/√2 memberi operator densitas ρ=|ψ⟩⟨ψ|. Jejak parsial atas partikel kedua menghapus suku silang karena ⟨↑|↓⟩=0, menghasilkan ρ₁=(|↑⟩⟨↑|+|↓⟩⟨↓|)/2=I/2. Setiap arah pengukuran lokal memberi peluang seimbang.

Mengondisikan hasil pada catatan pengamat kedua mengubah distribusi bersyarat, tetapi mengakses catatan itu memerlukan komunikasi. Ini membedakan korelasi nonklasik dari saluran pesan superluminal.

Contoh terurai

Elektron pada state |↑z⟩ diukur sepanjang x: peluang ±ℏ/2 masing-masing 1/2. Jika kemudian diukur z kembali tanpa persiapan ulang, hasil awal tidak lagi pasti. Dua elektron singlet yang diukur z memberi hasil berlawanan, tetapi tidak bisa memilih hasil pertama untuk mengodekan pesan.

Coba, amati, jelaskan

Tuliskan tabel kemungkinan hasil pasangan singlet pada sumbu sama. Pisahkan informasi yang dimiliki satu pengamat dari informasi setelah kedua catatan dibandingkan lewat komunikasi biasa.

Cek pemahaman

Apakah entanglement memungkinkan pengiriman pesan terkendali lebih cepat dari cahaya?

• Tidak
• Ya dengan memilih hasil ukur
• Ya jika partikel sangat jauh

Jawab dan baca pembahasannya di aplikasi.