Wat is de EPR paradox?

Einstein–Podolsky–Rosen paradox

EPR-paradox

Albert Einstein (1879-1955) en Niels Bohr (1885-1962) speelden beide een rol bij de ontwikkeling van de kwantummechanica. Einstein had grote moeite met het toevalskarakter van de kwantummechanica en bleef gedachte-experimenten verzinnen om de absurditeit van de nieuwe theorie aan te tonen. Dat leidde tot verhitte discussies met Bohr, die zich op het standpunt stelde dat de kwantumwerkelijkheid uiteindelijk onkenbaar is en dat we slechts kunnen spreken over metingen. Steeds opnieuw wist Bohr de consistentie van de kwantummechanica aan te tonen. Veel van de beroemd geworden discussies speelden zich af tijdens de Solvay-conferenties in Brussel.

De EPR-paradox stelt de hele kwantummechanica in een nog vreemder daglicht. Precies dat was de bedoeling van de geestelijke vaders van de paradox, Albert Einstein, Boris Podolsky en Nathan Rosen, die hun gedachte-experiment in 1935 publiceerden. Zij probeerden aan te tonen dat de kwantummechanica, een toen nog prille theorie, absurde consequenties had. Het leek er even op dat de theorie namelijk een beïnvloeding van het ene deeltje op het andere toelaat die sneller gaat dan het licht, en dat is in strijd met Einsteins relativiteitstheorie. Hun idee was om twee dezelfde deeltjes te creëren uit een stilstaande bron. De wet van behoud van impuls schrijft dan voor, dat de snelheden van beide deeltjes even groot maar tegengesteld zijn. Tevens geldt er een dergelijke uitspraak voor de plaats van de deeltjes: als je het ene deeltje honderd meter links van de bron meet, weet je dat het andere deeltje zich op dat moment honderd meter rechts van de bron bevindt.
Wat is er nu paradoxaal aan de EPR-paradox? We hebben twee deeltjes gemaakt waarvan we weten dat hun snelheden tegengesteld zijn. Nu kun je ver weg van de bron de snelheid van een van de deeltjes meten. Voordat de meting plaatsvindt, is de snelheid van beide deeltjes onbepaald. Tijdens de meting ‘kiest’ het ene deeltje een snelheid. Aangezien echter de snelheden van beide deeltjes tegengesteld zijn, moet het andere deeltje op hetzelfde moment de tegengestelde snelheid kiezen. Dat andere deeltje is op dat moment echter al een heel eind weg. Door de meetactie beïnvloed je dus instantaan (met een oneindige snelheid) de toestand van een ververwijderd deeltje. Dat lijkt in strijd met de relativiteitstheorie, die immers vertelt dat elke vorm van beïnvloeding aan een maximale snelheid, namelijk die van het licht, gebonden is. Die oneindig snelle beïnvloeding blijkt echter schijn, of althans in zoverre niet ‘echt’ dat je haar niet kunt gebruiken om er informatie mee over te sturen. Nog steeds is elke signaalsnelheid gebonden aan het maximum van de lichtsnelheid, zodat de kwantummechanica op dat gebied niet strijdig is met de relativiteitstheorie. Het gaat te ver om hier te bespreken wat voor beïnvloeding dat dan wel is, en tot welke soort interpretaties die aanleiding kan geven.

de EPR paradox is de paradox die volgens enkele oude fysisch theoretici ontstaat door toepassing van de quantummechanica. In feite zegt de EPR paradox: quantummechanica kán niet kloppen, want die spooky-action-at-a-distance zoals Einstein het noemde is op geen enkele beschreven natuurkracht gebaseerd. Immers, hoe kan de andere helft van een entangled deeltjespaar "weten" hoe het zich moet gedragen als de ene helft wordt beinvloed door een meting.
Deze quantum entanglement omzeilt en negeert dus alle krachten die op de klassieke directe zin invloed uitoefenen op de deeltjes.