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[質問] 局所実在論で重ね合わせ状態はありえるか?
質問内容:
先生の「入門/現代の量子力学」の付録G.1の「隠れた変数理論」
についてですが、
どこかで「局所実在論であっても重ね合わせ状態はありえる」
旨、書かれていたと記憶しています。
(僕の勘違いなら、この質問は無視して下さい)
対象系の状態を密度行列ρで表すと 相反する状態の重ね合わせなら
(相反する状態からなる)干渉項が 必ず存在します
(ρ=(|a>+|b>)(<a|+<b|) では |a><b|+|b><a| が干渉項)
p264の「未知ではあるが決定論的な、、、機構」
が働いたなら、干渉項であっても、
「相反する状態は、どちらか一方だけでない」とおかしいと思います
(相反する状態を対等に含んでいては、決定論と言えないはず)
そうであれば、このρの干渉項は、すべて0のはずです。
ということは、ρは重ね合わせ状態(純粋状態)ではなく
古典的な混合状態と思います。
逆に、干渉項を含んだまま測定器に入れば、
ベルの不等式は破れます(清水本p229)
つまり、「局所実在論なら重ね合わせ状態はない」と
思うのですが、どうでしょうか?
回答:
https://mond.how/ja/topics/fj04s4pku3bh036/ahdgxqwf5hfqq10
再質問:
この付録G.1の「隠れた変数理論」は、
① 確率分布(密度行列の対角項)が、スピンのどの基底で測定しても
量子力学の場合に一致する
② ベルの不等式の値(相関値の関数)は、
量子力学と一致しない(ベルの不等式を破らない)
と理解しました。
①から、相反する状態の「重ね合わせが存在する」と言えます。
これは、測定系が、スピンのどの基底で測定するかを、
測定の直前に選択できるとすると、
付録G.1の理論では、どう選択しても、
対象系が混合状態ではなく「重ね合わせ状態」とすれば
量子力学の場合に一致するからです。
ということは、
③ 測定器に入る前には、相反する状態はどちらにも定まっていない
と言えます。
しかし、(局所)実在論の前提として
④「測定器に入る前に、相反する状態はどちらか一方に定まっている」
という条件があると思うのです。
④が正しいとすると、付録G.1の理論は局所実在論とは言えない
のではないでしょうか?
回答:
https://mond.how/ja/topics/1u3q43y3vmp3huu/jlaka404k6cicsv
棒磁石の状態が、隠れたブラウン運動によって「状態の重ね合わせ」
と同じ、つまり、測定する時は状態が定まっていない
ことになる
=局所実在論である
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