Domanda:
Perché l'entanglement quantistico è considerato un collegamento attivo tra le particelle?
Andrey Tatarinov
2011-01-17 20:57:13 UTC
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Da tutto ciò che ho letto sulla meccanica quantistica e sui fenomeni di entanglement quantistico, non è ovvio per me il motivo per cui l'entanglement quantistico è considerato un collegamento attivo. Cioè, viene affermato ogni volta che la misurazione di una particella influenza l'altra.

Nella mia testa, c'è una spiegazione meno magica: la misurazione dell'entangling influisce su entrambe le particelle in un certo senso il che rende i loro stati identici, sebbene sconosciuti. In questo caso la misurazione di una particella rivelerà informazioni sullo stato dell'altra, ma senza una modifica magica istantanea della particella entangled remota.

Ovviamente, non sono l'unico che avuto questa idea. Quali sono i problemi associati a questa visualizzazione e perché è preferibile la visualizzazione magica ?

"Perché l'entanglement quantistico è considerato un collegamento attivo tra le particelle?" Perché la maggior parte delle persone non può pensare alla correlazione senza causalità?
Vedi: https://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_pseudo-telepathy per un esempio di cosa può fare la coordinazione quantistica senza comunicazione.
Possibile duplicato di [Come sappiamo che l'entanglement consente alla misurazione di cambiare istantaneamente lo stato dell'altra particella?] (Https://physics.stackexchange.com/questions/446974/how-do-we-know-that-entanglement-allows-misurazione-per-cambiare-istantaneamente-l'altro)
Nove risposte:
#1
+115
Luboš Motl
2011-01-17 21:37:31 UTC
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Entanglement viene presentato come un "collegamento attivo" solo perché la maggior parte delle persone - inclusi gli autori di libri e articoli popolari (e talvolta anche impopolari, usando le stesse parole di Sidney Coleman) - non capiscono la meccanica quantistica. E non capiscono la meccanica quantistica perché non vogliono credere che sia fondamentalmente corretta: vogliono sempre immaginare che ci sia un po 'di fisica classica sotto tutte le osservazioni. Ma non ce n'è.

Hai assolutamente ragione sul fatto che non c'è nulla di attivo nella connessione tra le particelle entangled. L'entanglement è solo una correlazione , che può potenzialmente influenzare tutte le combinazioni di quantità (che sono espresse come operatori, quindi lo spazio per le dimensioni e i tipi di correlazioni è maggiore rispetto alla fisica classica). In tutti i casi nel mondo reale, tuttavia, la correlazione tra le particelle ha avuto origine dalla loro origine comune, una certa prossimità che esisteva in passato.

Le persone spesso dicono che c'è qualcosa di "attivo" perché immaginano che esiste un vero e proprio processo noto come "collasso della funzione d'onda". La misurazione di una particella nella coppia "provoca" il collasso della funzione d'onda, che influenza "attivamente" anche l'altra particella. Il primo osservatore che misura la prima particella riesce a "collassare" anche l'altra particella.

Questa immagine è, ovviamente, difettosa. La funzione d'onda non è un'onda reale. È solo un insieme di numeri la cui unica capacità è quella di prevedere la probabilità di un fenomeno che potrebbe accadere in futuro. La funzione d'onda ricorda tutte le correlazioni, perché per ogni combinazione di misurazioni delle particelle entangled, la meccanica quantistica prevede una certa probabilità. Ma tutte queste probabilità esistono anche un attimo prima della misurazione. Quando le cose vengono misurate, uno dei risultati si realizza. Per semplificare il nostro ragionamento, potremmo dimenticare le possibilità che non accadrà più perché sappiamo già cosa è successo con la prima particella. Ma questo passaggio, in cui le probabilità complessive originali per la seconda particella sono state sostituite dalle probabilità condizionali che tengono conto del risultato noto che coinvolge la prima particella, è solo un cambiamento della nostra conoscenza, non un'influenza remota di una particella sull'altra . Nessuna informazione potrà mai ricevere una risposta più veloce della luce utilizzando particelle impigliate. La teoria quantistica dei campi rende facile dimostrare che le informazioni non possono diffondersi su separazioni spaziali, più velocemente della luce. Un fatto importante in questo ragionamento è che i risultati delle misurazioni correlate sono ancora casuali - non possiamo forzare l'altra particella a essere misurata "su" o "giù" (e trasmettere le informazioni in questo modo) perché non non abbiamo questo controllo nemmeno sulla nostra particella (nemmeno in linea di principio: non ci sono variabili nascoste, il risultato è genuinamente casuale secondo le probabilità predette da QM).

Raccomando in ritardo L'eccellente conferenza di Sidney Coleman Quantum Mechanics In Your Face che ha discusso questo e altri problemi concettuali della meccanica quantistica e la domanda sul perché le persone continuano a dire cose sciocche al riguardo:

http: // motls .blogspot.com / 2010/11 / sidney-coleman-quantum-mechanics-in.html

"Ma non ce n'è" - hai mai letto "Road to reality" di Penrose?
Sì, è uno di quelle centinaia di libri popolari sbagliati scritti da persone che non capiscono veramente la meccanica quantistica a cui mi riferivo.
La tua spiegazione ha senso, ma ci sono molte interpretazioni della Meccanica Quantistica stessa, giusto? Da [Wikipedia] (http://en.wikipedia.org/wiki/Interpretations_of_quantum_mechanics), a quale appartiene la tua spiegazione?
Questa domanda è una domanda sui fondamenti della meccanica quantistica stessa - usando il linguaggio popolare sciatto, sulle interpretazioni. La stessa frase "interpretazione della meccanica quantistica" è fortemente fuorviante. Come direbbero Sidney Coleman e altri, se c'è qualcosa da interpretare, è la fisica classica, non la meccanica quantistica. La meccanica quantistica è una teoria ben definita che contiene sia le leggi dinamiche che la loro matematica e le regole su come collegarle con le osservazioni e la risposta riguardava quest'ultima. Non c'è spazio per vaghe scuse o "interpretazioni" qui.
Non lo so .. ma la tua risposta sembra contraddirsi. se non c'è trasferimento magico di informazioni e se il risultato è genuinamente casuale, allora dovrebbe essere possibile in linea di principio violare certe leggi di conservazione, no? (poiché, per quanto ne so, l'entanglement riguarda principalmente la conservazione di cose come il momento angolare, ecc.)
No, è facile dimostrare che le quantità conservate sono effettivamente conservate. Si riduce al commutatore zero tra loro e l'hamiltoniano. L'errore che probabilmente stai commettendo è che stai calcolando la quantità conservata dai valori osservati di es. $ x, p $ ecc. e supponendo che fosse l'energia prima e dopo. Ma non è né l'uno né l'altro. La quantità conservata in generale non commuta con le osservabili osservate quindi il suo valore prima e dopo l'esperimento è diverso da una funzione classica con i valori misurati sostituiti. Non c'è contraddizione.
In altre parole, stai cercando di negare il principio di indeterminazione per le grandezze misurate e per quelle conservate. Altrimenti per il momento angolare dei 2 fotoni, la legge di conservazione del momento angolare e di conservazione della parità è lo strumento stesso che ci permette di derivare lo stato di entangled!
"L'entanglement è solo una correlazione" che non si adatta al teorema di Bell.
+1 Ottima risposta.Questa è la prima cosa che ha senso sull'entanglement quantistico.
Una domanda: è la tua opinione che gli esperimenti di disuguaglianza di Bell siano intrinsecamente difettosi, * o * c'è una spiegazione diversa ai loro risultati che non coinvolge la non località?(presumo che la spiegazione sarebbe quindi non realismo?) Mi riferisco a esperimenti che affermano di aver dimostrato che diverse misurazioni dello spin di una particella entangled A mostrano [correlazione più ampia] (http://imgur.com/XLcsJJO)con misurazioni della particella B, se prese sotto certi angoli relativi (anche se, ancora non capisco perché questa relazione dovrebbe essere lineare secondo la fisica classica).
Non c'è niente di sbagliato in questi esperimenti, e la giusta spiegazione è davvero la meccanica quantistica: il realismo è sbagliato in Natura mentre la località è corretta.
@LubošMotl Grazie per esserti collegato al video con Sidney Coleman.Che lezione, e l'analisi che presenta tiene perfettamente conto della mia comprensione.Tuttavia, non sono d'accordo con la tua affermazione qui "La funzione d'onda non è un'onda reale".Sembra che il punto di vista di SC fosse che non c'è niente di più reale degli stati quantistici.
Il tuo punto di vista è di parte.Ci sono molti modi validi per interpretare la meccanica quantistica, ma hai scelto di dire che conosci la strada giusta e tutti gli altri hanno torto.Sebbene ci siano certamente molte persone che non capiscono la meccanica quantistica, è assolutamente vero che ci sono molte teorie alternative e interpretazioni scientifiche valide dal punto di vista matematico e sperimentale.Dire che ce n'è solo uno è semplicemente falso.
C'è solo * una * teoria della meccanica quantistica ed è ben definita."Interpretare" significa descrivere ciò che la teoria richiede di sapere e cosa prevede e come.Tutte queste domande scientificamente significative trovano risposta inequivocabile nella meccanica quantistica - come in altre teorie - e uno lo sa o no.Si possono descrivere le previsioni in lingue diverse e / o con immagini o formalismi o focus matematicamente equivalenti ma c'è solo una teoria - comprese tutte le regole cosa è osservabile, cosa non lo è ecc. - e divergere da questa verità significa essere sbagliato.
@LubošMotl, quello che non capisco dalla tua risposta è perché Einstein ha definito questa "azione spettrale a distanza".È che la Meccanica Quantistica non era una scienza completa allora, quindi non c'era ancora una teoria per spiegarla?
Einstein la definì "un'azione spettrale a distanza" perché non capiva come funzionasse la meccanica quantistica e presumeva sempre, implicitamente e erroneamente, che la teoria fondamentale dovesse essere classica.La correlazione in QM avviene senza alcuna azione a distanza, non c'è nulla di inquietante nell'entanglement, è così che la Natura funziona tutto il tempo e QM è perfettamente compatibile con la località e la simmetria e la relatività di Lorentz.La meccanica quantistica * è * coerente e completa ed è la * teoria *.Le teorie spiegano la natura.Nient'altro può spiegare una teoria abbastanza fondamentale come la QM.
La tua supposizione che "qualcos'altro dovrebbe spiegare la meccanica quantistica" è praticamente esattamente lo stesso errore che è stato fatto da Einstein quando ha inventato la sua terminologia fuorviante - ed è fatto virtualmente da tutte le altre persone che hanno qualche problema psicologico con la meccanica quantistica.Semplicemente non sei disposto ad accettare il fatto scientifico essenziale e stabilito sulla Natura che la teoria più fondamentale che descrive la Natura può essere qualcos'altro rispetto a una teoria classica che descrive lo "stato oggettivo delle cose".Ma la teoria fondamentale della Natura * è * quantistica, cioè non classica!
@LubošMotl, l'ultimo "esso" nel mio precedente commento si riferiva all'entanglement quantistico, non alla meccanica quantistica.Capisco che la QM è una teoria autosufficiente, non ha bisogno di un'altra teoria per darle un senso.
Caro @GetFree,, non importa se "esso" rappresentava "meccanica quantistica" o "entanglement quantistico".Quest'ultima è solo una caratteristica onnipresente inevitabile della prima.Quasi tutti gli stati nello spazio di Hilbert sono entangled;quasi tutte le previsioni per coppie di quantità in quasi tutti i problemi QM "compositi" mostrano correlazioni simili a quelle.La parola entanglement non è stata coniata fino al 1935, ma le * previsioni della meccanica quantistica * che oggi classifichiamo come "implicazioni dell'entanglement" sono note dal 1927 se non 25. I contributi dell'EPR + Schrödinger del 1935 erano solo terminologici.
Quando dici "questa probabilità si realizza", il problema è che si realizza, globalmente, per l'intera funzione d'onda.Il corrolorario è che non è possibile trasmettere le informazioni in questo modo, ma non è ambiguo che l'applicazione di un'interazione hamiltoniana localmente cambierà la funzione d'onda ovunque e interromperà la coerenza, secondo il teorema di Bell.Puoi dire "questa non è azione a distanza", e in termini di trasferimento del segnale, avresti ragione, ma c'è qualcosa di strano nel formalismo se sei tutt'altro che un positivista radicale.
Caro Jerry, la funzione d'onda non è "localizzata in luoghi" in alcun modo semplice.La funzione d'onda è la descrizione dell'intera conoscenza.Non è una funzione dello spazio, come i campi sono funzioni dello spazio.Per 2 particelle, è una funzione di entrambi i vettori $ r_1 $ e $ r_2 $.Quindi non ha senso dire che "la funzione d'onda cambia ovunque".Ciò che è rilevante è se gli osservabili cambiano da qualche parte.E la località di QFT garantisce che non lo faranno.Inoltre, ho usato solo la parola "realizzato" dopo "risultato", non "probabilità", quindi stai solo distorcendo tutto ciò che ho scritto.
Non c'è assolutamente nulla di strano o non locale nella teoria quantistica dei campi e si può dimostrarlo in modo esplicito, rigoroso e preciso dal vero formalismo quantistico.Per essere sicuri che non accada nulla di strano o non locale, QFT significa * comprendere QFT completamente senza difetti *.Non implica essere un "positivista radicale" o qualsiasi altra bizzarra affermazione filosofica.Queste sono solo domande di fisica del tutto acute in QFT che non hanno nulla a che fare con la filosofia finché si rimane uno scienziato.
Il collegamento attivo è perché Bell ha mostrato che le correlazioni non possono essere fatte con proprietà preesistenti.Se lo fosse, ci sono 2 ^ 3 = 8 possibili configurazioni "inconoscibili" nell'esperimento mentale di Bell.Ha dimostrato che gli esperimenti ripetibili distinti tra "inconoscibile" e "inesistente", il che mostra anche che il tuo post sul blog "ignoranza e incertezza sono sinonimi" è sbagliato.Ha dimostrato che non è dovuto all'ignoranza di alcune proprietà "inconoscibili".Ha dimostrato che non esistono prima della misurazione.L'azione spettrale segue immediatamente per assicurarsi che i fotoni sappiano cosa fare poiché non è pre-pianificato.
Caro Luboš, credo di aver capito la tua spiegazione.Gli altri commentatori sembrano non capirlo.Ce n'è solo uno, Jerry Schirmer, che afferma che la funzione d'onda deve essere cambiata 'ovunque', poiché la funzione d'onda ha la distribuzione di probabilità per tutto lo spazio, e se cambia per una particella, anche la funzione d'onda dell'altra deve essere cambiata, anche se si trovano in luoghi separati nello spazio.Ma puoi dirmi qualcosa al riguardo un po 'più spiegato e puoi spiegare cosa dice l'esperimento stesso in QM ed EPR, misuriamo prima cosa e poi cosa?
Grazie per questo, finalmente QUASI capisco.Ora a me sembra che, se "Se Bob effettua una misurazione in direzione y, le misurazioni di Alice non saranno correlate. Se Bob esegue una misurazione in direzione x (corretta), i risultati saranno correlati: Alice misurerà sempre l'oppostorotazione."Se Bob misura y, Alice deve ancora misurare x a destra (hai detto che Alice misura sempre x)?Quindi sarà quindi non correlato (cosa sarà, gli spin xey non saranno correlati?).Perché c'è una correlazione tra x e y spin?
Non capisco affatto questo punto di vista.In particolare, l'affermazione che "è solo un cambiamento della nostra conoscenza".No non lo è!sappiamo che la ** scelta ** degli sperimentatori di cosa misurare da un lato influisce necessariamente sul risultato dell'esperimento dall'altro.Deve esserci una qualche forma di propagazione delle informazioni a meno che tu non creda nel superdeterminismo.Il punto di vista che "beh, è proprio così che funziona QM" va bene, nessuno lo discute, ma questo particolare pezzo è tutt'altro che capito e qualcosa aspetta di essere capito qui.
Caro @elelias, non è un peccato, la maggior parte dei laici e anche molti di coloro che non si considerano laici ma dovrebbero non comprendere questi punti fondamentali sulla meccanica quantistica.La funzione d'onda è una controparte complessa delle distribuzioni di probabilità (sugli spazi delle fasi nella fisica classica).Riflette la conoscenza incompleta dell'osservatore.Quando l'osservatore apprende qualcosa sul risultato di una misurazione, la conoscenza aumenta e la funzione d'onda cambia quindi tautologicamente - collassa.Non c'è non località o azione a distanza nel nostro mondo quantistico.
@Luboš Motl: Se è solo un aggiornamento della conoscenza, allora perché la misurazione sembra avere un effetto fisico?In particolare, se si eseguono misurazioni seriali del tipo corretto su ripetizioni identiche dello stesso esperimento, le statistiche della misurazione finale potrebbero essere diverse dal caso in cui mancassero le misurazioni intermedie, come se il collasso fosse "realmente accaduto" (e questo funzionerà anche se non "guardi" i risultati di essi e aggiorni le TUE conoscenze, ma registri solo il finale)?
E quindi sembra che la misurazione aggiorni le tue conoscenze E abbia un effetto fisico.
Caro @The_Sympathizer, tutti gli effetti fisici sono * codificati * nella conoscenza dell'osservatore.Quindi aggiornare la propria conoscenza e sperimentare un cambiamento fisico sono * esattamente la stessa cosa *.Come milioni di altri, presumi che "la realtà" e "la conoscenza della realtà" siano due cose separate.Ma nella meccanica quantistica, semplicemente non lo sono.L'unico modo in cui la realtà può avere alcune proprietà è che la realtà venga misurata da un osservatore.
@Luboš Motl: Allora come nascono gli "osservatori" se non c'era la realtà senza di loro, cioè prima che gli umani o altre creature adeguatamente competenti si evolvessero?Questo non riduce effettivamente l'età dell'Universo da 13,8 miliardi di anni a un valore molto più piccolo?
Se parli del periodo in cui è stato possibile percepire e discutere le osservazioni e dedurre le leggi della Natura che le governano, in effetti, quello è stato solo un periodo molto più breve di 13,8 miliardi di anni - i periodi recenti in cui è esistito un osservatore.La frase precedente dice solo che quando esiste un osservatore, esiste un osservatore.È una tautologia.Dubiti che sia vero?Quando si chiede della "crescita degli osservatori", si perde completamente il punto.
Non capisci perché l'osservatore è il soggetto che osserva il mondo, non qualcuno che dovrebbe essere guardato dall'esterno.Se qualcosa viene guardato dall'esterno, non merita lo status di osservatore in quella situazione.Sei programmato per spingere per questa visione esterna "oggettiva" dell'Universo, ma la meccanica quantistica mostra che è sbagliata (anche se era normale nella fisica classica).Solo il punto di vista dell'osservatore sul mondo è corretto e le osservazioni sono vincolate dalle leggi probabilistiche della meccanica quantistica.
@The_Sympathizer L'osservatore non ha bisogno di avere la capacità di comprendere l'osservazione.Ad esempio, un atomo che viene trasmutato a causa dell'accettazione di un neutrone da un decadimento spontaneo di un altro atomo sarebbe un "osservatore".Il motivo per cui ci concentriamo così tanto sugli osservatori umani è che, beh, possiamo osservare e condividere la nostra esperienza con altri umani molto facilmente.E poiché tutta la scienza alla fine proviene dall'osservazione (cioè dall'essere impigliata con ciò che ci circonda), è la più rilevante per la scienza.Ma questo non significa che gli atomi non si decompongano se non c'è nessun umano che li guardi farlo :)
@Luboš Motl, altri - Penso di essere finalmente riuscito a definire cosa sta succedendo con questo.Il trucco chiave è che la meccanica quantistica descrive, come dici tu, un punto di vista dell'Universo che è dalla prospettiva di quello che chiamerei un agente attivo e partecipativo, e non un classico osservatore "separabile".Filosoficamente, dobbiamo abbandonare la solita distinzione normativa soggetto / oggetto in cui il soggetto è un "osservatore dal nulla" che tutto vede, che è separato e indipendente dall'oggetto osservato.(continua)
(cont'd) Gli agenti, tuttavia, non sono necessariamente umani - sono invece solo sistemi ai quali possiamo attribuire un senso molto generale di "conoscenza" come in "possesso di informazioni", e capaci di elaborare e memorizzare nuove informazioni da cui recuperanointerazioni con altri sistemi.Come lo facciano esattamente non è importante, e l '"agente" _ nella teoria_ è un po' un costrutto fittizio, proprio come lo sono le "particelle" e tutto il resto: sono modelli scientifici.Le informazioni dell'agente sono modellate dalla funzione d'onda $ \ psi $ (o più generalmente dal vettore ket, $ | \ psi \ rangle $).(continua)
(continua) Descrive tutti i parametri fisici simultaneamente e in modo complementare.La quantità di informazioni disponibili per ogni parametro, in bit (o altre unità informatiche), è data dall'entropia di Shannon negata per quel parametro."Collasso della funzione d'onda" significa semplicemente l'aggiornamento delle informazioni con l'ingresso di nuove informazioni. _Tuttavia_ ciò non significa anche che l'acquisizione di informazioni sia passiva - il fatto che l'evoluzione "ricomincia da capo" dalla funzione d'onda collassata - o,almeno, lo _modelliamo_ partendo da lì, ma sicuramente ricomincia da (continua)
(continua) qualcosa di diverso - e questo è osservabile con query seriali ("misurazioni") poiché una differenza nelle statistiche delle query successive a seconda che quelle precedenti fossero presenti o meno in molte prove ripetute, significa che c'è un reale fisicoeffetto sul sistema.Le leggi della teoria quantistica, inoltre, vincolano questi effetti in modo che l'unico modo per eliminarli sia che l'agente riceva zero informazioni.
E poiché gli agenti non sono necessariamente umani, di per sé, la teoria non è _inapplicabile_ alla descrizione dell'Universo prima di quello, ma ogni volta che lo facciamo, presumiamo che sia il punto di vista di almeno _qualche_ agente fittizio che è presente lì, non una vista "dal nulla".
E questo affronta anche il motivo per cui, diciamo, l'idea della decoerenza, in cui un agente istanziato fisicamente si evolve solo in una sovrapposizione di stati puntatore e non uno unico: perché la vista dell'agente istanziato fisicamente che stiamo descrivendo con illa sovrapposizione appartiene a qualche ALTRO agente, e la sovrapposizione qui significa semplicemente che quest'ultimo agente non è sicuro dello stato del primo agente.
Il collasso finale è soggettivo al secondo agente quando interagisce con il primo agente e acquisisce lo stato del puntatore.Un terzo agente vedrebbe ripetuto lo stesso processo di sovrapposizione per il secondo.Il trucco sta nel ricordare che _ogni volta_ che introduciamo una $ \ psi $ -descrizione _ presentiamo anche un altro agente_, non stiamo "fuori" dall'Universo.Molti mondi e altre teorie sono più tentativi di provare a ristabilire una tale visione "esterna", e tutti richiedono compromessi di qualche tipo, e inoltre non sono verificabili perché non possiamo effettivamente arrivare a quello fuori.
Inoltre, nonostante il collasso sembri "drammatico", l'acquisizione dello stato del puntatore dall'altro agente macroscopico è in realtà solo una piccolissima interazione, misurata dal numero di bit che acquisisce rispetto al numero totale di bit per descrivere l'interoagente macroscopico.Quindi il "collasso" del "gatto di Schrödinger" in realtà non è così drammatico come sembra, è solo la nostra intuizione che ci fa pensare che sia qualcosa di "grave".
No, @The_Sympathizer - semplicemente non è vero che la meccanica quantistica usa il termine "osservatore" solo per ragioni stupide.L'applicazione delle leggi della meccanica quantistica dipende dall'esistenza di osservazioni - osservazioni coscienti, se lo desideri.Nella fisica classica, gli osservatori possono essere eliminati e resi irrilevanti, ma semplicemente non è il caso della MQ.
@Luboš Motl Quindi, se _does_ richiede un osservatore cosciente, ciò rende tecnicamente privo di significato parlare di un tempo nell'Universo che precedeva osservatori coscienti, e quindi uno deve qualificare qualsiasi discorso su "13,8 miliardi di anni di tempo cosmico"o" 4,6 miliardi di anni di storia della Terra "e così via?
No, significa solo che ha senso solo scientificamente parlare delle proprietà dell'Universo primordiale in quanto derivano da osservazioni effettive fatte da osservatori reali, cioè di recente.Queste proprietà non avevano valori particolari "indipendentemente dagli osservatori".La forma degli ammassi di galassie, in quanto originati dalle fluttuazioni quantistiche durante l'inflazione, era sconosciuta e quindi "i suoi valori particolari" non esistevano prima di un'osservazione.
@Lubos Motl: Quindi, se letteralmente non esisteva, allora è ragionevole dire che la "vera" età dell'universo - misurata dalla durata di ciò che esiste in realtà - è davvero lunga solo quanto quella degli umani, o anche la coscienza umana?
No, la vera età dell'Universo è un'altra quantità fisica che può essere - e che è in realtà - ricostruita da misurazioni = osservazioni (della velocità di espansione delle galassie e altre cose).Quindi, se nessuna osservazione di ciò è avvenuta 5 miliardi di anni fa, significa semplicemente che l'età dell'Universo era sconosciuta, non che era zero.
Non è corretto dire * La natura è quantistica, cioè non classica! * La natura comprende tutti gli aspetti di se stessa, comprese le funzioni della mente umana.
Ciò non consente di interpretare MWI, onda pilota e altre interpretazioni deterministiche, quindi una parte non deve essere errata?Il tuo uso della probabilità consente uno script deterministico sottostante in cui la probabilità esiste solo per gli osservatori locali?Queste sono tutte interpretazioni coerenti, eppure sembra che tu ne sappia più di tutti i loro sostenitori?
Caro Kusin, no, la fisica non consente MWI, onde pilota o qualsiasi copione deterministico sottostante.No, non sono "interpretazioni coerenti".Sono entrambi internamente incoerenti e incompatibili con i dati empirici e con i principi e gli schemi generali che sono stati estratti da quei dati.
#2
+72
Frédéric Grosshans
2011-01-21 01:18:55 UTC
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Vorrei completare la risposta di @ Luboš Motl, a cui sono d'accordo. Il mio punto è sul motivo per cui le persone continuano a commettere questo errore di un collegamento attivo. Questo errore è collegato a una delle proprietà più interessanti della meccanica quantistica, il teorema di Bell. Si può sostenere che qualsiasi teoria fisica è una teoria della variabile nascosta , la variabile nascosta è la descrizione dello stato di un oggetto come scritto dal teorico che lo descrive. Per la teoria quantistica, la funzione d'onda dell'oggetto è la variabile nascosta .

Il teorema di Bell afferma che la predizione della teoria quantistica non può essere descritta da nessuna teoria delle variabili nascoste locali . Più precisamente, per qualsiasi stato entangled, è possibile trovare un insieme di misurazioni con statistiche che contraddicono qualsiasi teoria delle variabili nascoste locali. Le tre possibili spiegazioni sono:

  1. La natura non è locale: la tua descrizione fisica è un vero oggetto fisico e c'è un collegamento attivo non locale tra le due particelle entangled.
  2. La natura non è realista: il tuo stato fisico è solo un'approssimazione e non ha alcun significato reale.
  3. La natura non è quantistica.

(1) è molto più facile da spiegare e appare spesso nella scienza popolare, principalmente perché (2) è molto più difficile da spiegare e accettare. Ma penso che la maggior parte dei ricercatori che lavorano con l'entanglement preferisca la spiegazione (2). L'intuizione di Einstein era 3 (prima del teorema di Bell), perché non poteva accettare (1) e (2).

È interessante notare che l'articolo originale di Einstein del 1936 sul paradosso EPR riguardava un caso in cui è possibile trovare facilmente una teoria delle variabili nascoste locali. Lo stato ha descritto quello che ora viene chiamato uno stato compresso a due modalità. La sua funzione di Wigner è positiva e può quindi essere interpretata come una distribuzione di probabilità classica sulle misurazioni di quadratura (posizione e quantità di moto), l'unica discussa nel documento EPR. Tale analisi classica dell'entanglement può essere teoricamente molto utile e in alcuni casi aiutare l'intuizione senza che sia necessaria alcuna azione spettrale a distanza . Tuttavia, come mostrato da Bell, tale teoria delle variabili nascoste locali non può essere abbastanza generica da comprendere tutta la meccanica quantistica.

Esatto, +1. ;-)
Questa è una bella risposta. Penso, soprattutto, che sia positivo che tu sottolinei che quando qualcuno ti dice di rinunciare al "realismo locale", la risposta giusta è rinunciare alla parte "realismo". È comunque una cattiva scelta di parole; il mondo * reale * è quantistico.
Questa è una buona risposta, solo pignolo su una cosa che non è precisa, in (2) sembra che tu stia dicendo che lo stato fisico non ha alcun significato reale perché è solo approssimativo, il che implica un problema tecnico correggibile. Forse la cosa da dire è che non ha significato perché ha informazioni ridondanti? @Matt, Mi piace il tuo punto, strano che il "realismo" in questo dibattito sia venuto a riferirsi a una visione del mondo intuitiva ma alla fine sbagliata, è come sentire parlare del realismo flogiston. Buona pesca.
@Moshe: È davvero difficile essere precisi su (2), e non so quale sia il vero significato dello stato ...
Finora i documenti di Joy Christian che pretendono di smentire il Teorema di Bell sono stati finora solo inseriti nella sezione Collegamenti esterni del collegamento di Wikipedia.
Ci sono alcuni sviluppi recenti che suggeriscono che lo stato quantistico potrebbe essere reale.Controlla gli articoli di Lucien Hardy e: [PBR] (http://mattleifer.info/2011/11/20/can-the-quantum-state-be-interpreted-statistically/)
+1 una grande risposta, ma una cosa mi lascia perplesso (specialmente in combinazione con [la risposta di @Luboš] (http://physics.stackexchange.com/a/3163/56206)): tu affermi che la funzione d'onda è il non-variabile nascosta locale che descrive le probabilità per le particelle entangled, implicando che l'atto di misurazione non * influenza * effettivamente * l'altra particella, ma si limita a * svelare la nostra conoscenza * sul suo stato.Ora, se questa non è una teoria * locale * (che non contraddice il teorema di Bell), perché affermi che si deve concludere che * la natura non è realista * e lo * stato fisico non ha significato *?
@LubošMotl Non intendi "Parole sacre, Mattman"?
Caro signor Grosshans, sarebbe fantastico avere la tua opinione su questo recente post, sulla scalabilità quantistica e la memoria.http://physics.stackexchange.com/questions/206492/quantum-and-classical-scaling-of-memory
Grazie per questo, finalmente QUASI capisco.Ora a me sembra che, se "Se Bob effettua una misurazione in direzione y, le misurazioni di Alice non saranno correlate. Se Bob esegue una misurazione in direzione x (corretta), i risultati saranno correlati: Alice misurerà sempre l'oppostorotazione."Se Bob misura y, Alice deve ancora misurare x a destra (hai detto che Alice misura sempre x)?Quindi sarà quindi non correlato (cosa sarà, gli spin xey non saranno correlati?).Perché c'è una correlazione tra x e y spin?
#3
+12
Tobias Kienzler
2011-01-17 21:24:27 UTC
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Solo un simpatico analogo Prof. Jürgen Audretsch mi ha detto una volta:

Immagina a casa di mettere un guanto nel cappotto senza guardare (e notare che è solo uno dei due). Dopo essere uscito dal treno ti accorgi che fa freddo e tiri fuori quel singolo guanto. In questo preciso istante sai che è il guanto sinistro o quello destro, e quindi sai quale è rimasto a casa. Tuttavia, nessuna informazione è stata trasmessa dalla tua "misurazione". Ovviamente nella meccanica quantistica questo è più complicato a causa della funzione d'onda non del tutto misurabile, ma questa è l'idea di base.

È un po 'più complicato rispetto all'esempio del guanto, tuttavia, perché lo stato di un sistema quantistico entangled è indeterminato fino a quando non viene effettuata la misurazione, portando a correlazioni più forti di quelle che possono essere osservate con un sistema puramente classico come un paio di guanti. Il teorema di Bell mostra che i sistemi quantistici possono essere correlati in modi che i sistemi classici non possono, e questo è un risultato davvero sorprendente dal punto di vista dell'intuizione classica.
@Chad: * Tutto * non è indeterminato finché non viene effettuata una misurazione? Se nessuno controlla né il guanto a casa né quello che hai in tasca, rimarrà sconosciuto quale hai.
L'indeterminatezza quantistica è diversa dal classico tipo di incertezza "non sappiamo quale guanto in tasca". Se metti la mano in tasca ed estrai un guanto sinistro, puoi essere certo che era il guanto sinistro quando l'hai messo lì, e che è sempre stato il guanto sinistro fino a quando non l'hai misurato. Questo non è il caso degli stati entangled quantistici. Se misuri un fotone per essere polarizzato verticalmente, ciò non significa che fosse polarizzato verticalmente quando ha lasciato la sorgente - infatti, * non * può * essere stato polarizzato verticalmente, perché sarebbe incoerente con il teorema di Bell.
@Chad Orzel: è vero, non volevo entrare troppo nei dettagli. Il problema di fondo è che l'osservatore è ancora considerato un sistema classico. [Risposta di Luboš] (http://physics.stackexchange.com/questions/3158/why-quantum-entanglement-is-considered-to-be-active-link-between-particles/3163#3163) ha i dettagli. Fondamentalmente c'è un problema con l'uovo di gallina che misuri te stesso misurando e quindi percepisci la tua stessa funzione d'onda che collassa nello stato di aver misurato uno stato collassato ... una specie di.
+1. A volte la precisione è nemica della pedagogia. La prossima volta che qualcuno mi chiede di questo genere di cose a un cocktail party, questa è esattamente l'analogia che darò. Tutto dipende dal livello del pubblico.
@BenCrowell Grazie, fantastico sentire. A proposito, il merito va al Prof. Jürgen Audretsch
Sebbene sia d'accordo che [la risposta di Luboš] (http://physics.stackexchange.com/a/3163/97) sia superiore a questa, mi chiedo perché sia stata sottovalutata - qualche suggerimento di miglioramento?
Grazie per questo, finalmente QUASI capisco.Ora a me sembra che, se "Se Bob esegue una misurazione in direzione y, le misurazioni di Alice non saranno correlate. Se Bob esegue una misurazione in direzione x (corretto), i risultati saranno correlati: Alice misurerà sempre l'oppostorotazione."Se Bob misura y, Alice deve ancora misurare x a destra (hai detto che Alice misura sempre x)?Quindi sarà quindi non correlato (cosa sarà, gli spin xey saranno non correlati?).Perché c'è una correlazione tra x e y spin?
Questa è un'orribile analogia.Suggerisce che l'entanglement sia semplicemente correlazioni classiche, il che è un malinteso completo.
@BenCrowell * "La prossima volta che qualcuno mi chiede di questo genere di cose a un cocktail party, questa è esattamente l'analogia che darò." * Non farlo.È un'analogia sbagliata ed esattamente * non * cattura il tipo di correlazioni che rendono speciali la meccanica quantistica e l'entanglement.
@NorbertSchuch Beh, forse non è tanto un _analogy_ ma più una [bugia-ai-bambini] (https://en.wikipedia.org/wiki/Lie-to-children) per iniziare.Pensa al passo dell'ascensore.Se fosse davvero così semplice come non ci sarebbero lezioni plurisennali e interi rami di ricerca su di esso ...
@TobiasKienzler In primo luogo, non dovresti mentire ai bambini.Oltre a ciò, l'argomento non spiega nulla sulla fisica quantistica, ma solo perché le correlazioni classiche non implicano il più veloce della luce.Non è questo il punto della meccanica quantistica, ma indurrà le persone a pensare che sia questo il punto.
@NorbertSchuch Non "menti" letteralmente ai bambini, ma inizi con una forte semplificazione per prepararli ai dettagli.Se un bambino ti chiede perché le cose cadono, non inizi dalla relatività generale;)
Bene, per essere onesti non dici nella tua risposta * cosa * spiega.Cosa spiega?
#4
+11
user68
2011-01-17 21:21:50 UTC
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In effetti la tua visione è abbastanza vicina a quella "ufficiale"; l'entanglement si verifica solo perché entrambe le particelle sono descritte con una funzione d'onda; la magia sta nella nostra classica abitudine di pensare che oggetti separati siano descritti con "coordinate" separate.

+1 ben messo. Penso che il problema principale sia che la * meccanica * quantistica tratta ancora diverse istanze di un tipo di particella con funzioni d'onda diverse, mentre la teoria quantistica * dei campi * elimina molta di quella confusione
@Tobias Kienzler: Questo non aiuta. Puoi avere entanglement tra particelle non identiche altrettanto facilmente. Avere posizioni ampiamente separate è davvero sufficiente affinché le correlazioni di particelle identiche funzionino allo stesso modo.
@wnoise: è vero, sebbene io [penso] (http://physics.stackexchange.com/q/625/97) si possa descrivere la QFT avendo un funzionale in cui i diversi campi particellari sono le "coordinate" (cioè i campi particellari stessi sono "eccitazioni" in quello funzionale)
#5
+6
Christoph
2013-04-15 14:10:10 UTC
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è non ovvio per me, perché quantum entanglement è considerato come collegamento attivo

passeggiata Let attraverso una particolare variante del paradoxon EPR. Probabilmente lo sai già, ma non so come spiegare il problema in altro modo:

Considera una sorgente che produce coppie di fotoni entangled polarizzati in direzione z con spin 0, e due fisici Alice e Bob effettuano le misurazioni.

Alice misura sempre la componente di spin del suo fotone in direzione x, mentre Bob può misurare la componente di spin del suo fotone in direzione x o y.

Supponiamo che la sorgente, Alice e Bob siano a riposo rispetto al frame del laboratorio, ma Bob è più vicino alla sorgente e fa la sua misurazione per primo. Se Bob esegue una misurazione in direzione y, le misurazioni di Alice non saranno correlate. Se Bob esegue una misurazione in direzione x (corretta), i risultati saranno correlati: Alice misurerà sempre lo spin opposto.

Questo è paradossale se si assume che il collasso della funzione d'onda sia reale e locale, tuttavia accade (magia, decoerenza, interazioni stocastiche o qualsiasi altra cosa faccia galleggiare la tua barca).

In qualche modo, il fotone di Bob deve dire al suo partner che può fare quello che vuole se la misurazione è stata presa in direzione y, ma costringerlo a fare la cosa giusta se la misurazione è stata presa in direzione x. Questa informazione deve propagarsi più velocemente della luce, quindi è disponibile prima che Alice effettui la misurazione.

Esistono diversi modi per uscire da questa situazione e ne elencherò tre:

In primo luogo, puoi ipotizzare che non c'è mai stato un collasso, che abbiamo a che fare solo con la correlazione statistica e il paradosso è il risultato dell'applicazione dell'intuizione classica ai sistemi quantistici.

In secondo luogo, puoi ipotizzare che l'azione spettrale a distanza sia simmetrica nel tempo, cioè sia la misurazione di Alice che quella di Bob invieranno informazioni più lente della luce ma all'indietro nel tempo fino a raggiungere l'evento che ha creato l'entanglement, che a sua volta invia le informazioni in avanti nel tempo. I fotoni avranno sempre saputo con quale rotazione avranno bisogno per finire. Lo pseudo-tempo che ho usato nella mia spiegazione è solo uno strumento didattico: il processo fisico è un'interferenza atemporale attraverso lo spazio-tempo.

Terzo, puoi accettare che ci sono effettivamente interazioni più veloci della luce, che , tuttavia, non possono essere utilizzati per trasmettere informazioni: sono un meccanismo di contabilità interna che mantiene sincronizzato l'universo. La stessa cosa accade nella teoria quantistica dei campi, che è esplicita se si utilizza l'immagine delle particelle virtuali, ma anche senza di essa ci sono correlazioni tra le eccitazioni di campo attraverso la separazione simile allo spazio.

Puoi confermare che tutte le x, yez qui sono intese?Perché "Se Bob esegue una misurazione in direzione z" è dove mi perdo ...
Grazie per questo, finalmente QUASI capisco.Ora a me sembra che, se "Se Bob esegue una misurazione in direzione y, le misurazioni di Alice non saranno correlate. Se Bob esegue una misurazione in direzione x (corretto), i risultati saranno correlati: Alice misurerà sempre l'oppostorotazione."Se Bob misura y, Alice deve ancora misurare x a destra (hai detto che Alice misura sempre x)?Quindi sarà quindi non correlato (cosa sarà, gli spin xey saranno non correlati?).Perché c'è una correlazione tra x e y spin?
@ ÁrpádSzendrei - se quasi capisci, dovresti essere vicino a NON capire.Non c'è schema che la mente possa afferrare.
#6
+3
lurscher
2011-01-20 22:49:07 UTC
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Penso che l'immagine migliore per comprendere questa correlazione sia data dall'interpretazione di molti mondi:

Un singoletto si decompone in una coppia accoppiata di particelle sovrapposte $ | + ⟩_A | -⟩_B + | - ⟩_A | + ⟩_B $, quindi l'osservatore A vede una semplice sovrapposizione di $ | +⟩ + | -⟩ $ (che è una traccia parziale della matrice di densità globale) e così fa B.

In nell'interpretazione dei molti mondi, l'osservatore A sarà diviso in $ + $ e $ - $ osservatore (e così sarà l'osservatore B). Ora, dove si manifesterà l'effetto di correlazione?

L'effetto di 'accoppiamento' viene portato quando l'osservatore A e l'osservatore B si uniscono a velocità subluminali per confrontare le note delle loro misurazioni: (ricorda che secondo molti mondi , abbiamo due osservatori A e due osservatori B).

L'osservatore A + non è autorizzato dalla conservazione del momento angolare a interagire con l'osservatore B +, (altrimenti concorderanno entrambi che il momento angolare non è stato conservato). Allo stesso modo, l'osservatore A- non è autorizzato a interagire con l'osservatore B- per lo stesso motivo.

Quindi le restanti interazioni tra osservatori sono:

  • A + interagisce con B -

  • A- interagisce con B +

quindi lo stato finale è una sovrapposizione di $ | + ⟩_A | - ⟩_B $ e $ | -⟩_A | + ⟩_B $, che viene interpretato come una "correlazione tra osservazioni remote".

Questo non è corretto.La traccia parziale su $ B $ di $ \ rho = | \ Psi⟩⟨ \ Psi | $, per $ | \ Psi⟩ = (| + -⟩ + | - +⟩) / \ sqrt 2 $, è completamente mistastato, che è una miscela probabilistica ponderata uniformemente (e * non * una sovrapposizione) degli stati A $ | +⟩ $ e $ | -⟩ $.
#7
+3
joseph f. johnson
2011-12-01 11:30:02 UTC
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Non è veramente chiaro che i casi 1, 2 e 3 siano esaustivi. Le discussioni su questo fenomeno utilizzano molti termini che non sono definiti con precisione, ad esempio "particella" e "sistema". Se c'è un entanglement, allora c'è un sistema combinato, ed è fuorviante chiamare quell'unico sistema combinato "due particelle".

Anche il commento sul realismo e l'approssimazione è impreciso: anche tutte le posizioni ei dati nella fisica classica sono approssimativi, questo non ha nulla a che fare con la differenza tra classico e quantistico o con la differenza tra l'uso di un sistema hamiltoniano i cui stati sono punti dato dalla quantità di moto e dalle coordinate di posizione e utilizzando un sistema hamiltoniano i cui punti sono raggi in uno spazio di Hilbert.

Il commento sull'entanglement originato solo dalla contiguità nel passato è impreciso e, anche se vero, non prova nulla se il Big Bang è vero, quindi nulla impedisce che ogni parte dell'universo rimanga impigliata e probabilmente è impigliata, ma in un modo che non ha alcuna importanza pratica.

I commenti delle persone qui toccano l'importante questione se l'onda la funzione è oggettiva o soggettiva. La visione secondo cui le probabilità rappresentano la nostra conoscenza è chiamata vista "bayesiana", è l'interpretazione bayesiana o soggettiva della probabilità, in contrasto con la "visione oggettiva" che presenta alcuni problemi. Ma anche la visione bayesiana ha dei problemi, dal momento che finisci per collegare la meccanica quantistica con la coscienza invece che con apparecchi di misurazione del materiale come i contatori Geiger e le camere a bolle.

Quindi un'altra risposta alla tua domanda è la seguente: le persone preferiscono parlano di un legame attivo perché non possono accettare l'interpretazione soggettiva della probabilità e della funzione d'onda. C'è molta ricerca attuale che studia la misurazione quantistica come un processo fisico reale che coinvolge limiti termodinamici di sistemi di temperatura negativa instabili (camere a bolle, ecc.).

Per dirla in un altro modo:

  1. l'alternativa 1 presuppone implicitamente che nel sistema combinato ci siano "due particelle", ma questo è probabilmente un errore: la meccanica quantistica non riconosce in realtà alcuna nozione precisa di particella. Come nei limiti termodinamici, la nozione di "particella" è un'approssimazione utile entro un certo intervallo di configurazioni e perde validità e porta a paradossi se si tenta di usarla al di fuori dei limiti della sua validità.

  2. L'alternativa 2 presuppone implicitamente che se qualcosa come la funzione d'onda può essere misurata solo approssimativamente, è qualcosa di non "fisico", ma questo è indebitamente semplicistico e disturba le persone a causa dell'apparente necessità di trascinare il punto bayesiano soggettivo vista.

  3. L'alternativa 3 è almeno così aperta che non si può trovare un difetto, ma non c'è nemmeno un brandello di prove sperimentali per essa. Gli unici problemi con QM sono logici, non sperimentali.

Quindi, se si mettono in dubbio le ipotesi implicite fatte sull'uso incauto di concetti come 'particella', 'sistema', e "probabilità", ci sono molte altre alternative e la risposta finale non è in.

#8
  0
user23503
2015-05-29 23:43:31 UTC
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Proviamo a capire attraverso Sock Physics. Supponi di avere due calzini, che obbediscono alle leggi della fisica classica e sono di colori diversi, ora ne prendi uno senza saperlo e ne lasci uno a casa senza sapere quale hai preso. Poi, quando eri su un altro pianeta, decidi di guardare. Scopri che è verde e puoi dedurre che l'altro calzino deve essere blu. Perché? Perché è fisica classica. Sai che la fisica classica che segue gli oggetti si comporta in questo modo attraverso l'esperienza della fisica classica .

Ora, supponiamo che ci fossero due calzini intrecciati che obbedivano alle leggi della fisica quantistica. Hai misurato uno e potresti dedurre l'altro a causa della loro natura intricata. Perché ? Perché obbediscono alle leggi quantistiche. Le leggi quantistiche sono più strane, ma ti dicono il risultato che si è verificato. Tutta la merda sul trasferimento di informazioni arriverà se cerchi di comprendere le leggi quantistiche attraverso un'immagine classica. Nelle leggi quantistiche, hai anche il trasferimento di informazioni. Si scopre che non ne hai bisogno qui.

E il resto è compreso dalla risposta di Lubos Motl. Perché la funzione d'onda non è un'onda reale e quindi può viaggiare più velocemente della luce in alcuni casi e non in altri. Le tue particelle reali non possono viaggiare più veloci della luce e l'evoluzione della funzione d'onda si adatterà automaticamente in base ai vincoli dati per questo, in QFT non nella meccanica quantistica non relativistica.

#9
  0
Wookie
2020-01-15 07:02:37 UTC
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viene affermato ogni volta che la misurazione di una particella influisce sull'altra

Sì, è corretto. Quando una delle particelle viene misurata, ciò garantirà lo stato di quella particella e del suo partner.

la misurazione dell'entangling influisce su entrambe le particelle in un modo che rende i loro stati identici, sebbene sconosciuti

Questo non è corretto. Le particelle sono impigliate prima della misurazione. La misurazione rende noto lo stato di una particella. Dopo la misurazione scopriamo che non solo è definito lo stato della particella, ma anche i suoi partner. Non c'è modo di misurarne uno senza influire sull'altro. Gli stati dopo la misurazione non sono necessariamente identici. La misurazione delle particelle entangled produce risultati casuali che non sono correlati alle aspettative su come si comporteranno.

Modifica istantanea magica di particelle entangled remote

La particella entangled non viene modificata istantaneamente. Sarà in uno dei suoi possibili stati dopo la misurazione.

L'entanglement quantistico è considerato un collegamento attivo perché lo stato di entrambe le particelle viene definito quando ne viene misurata solo una.

quali sono i problemi associati a questa visualizzazione?

"Sembra" che toccare una particella tocchi l'altra senza toccarla!



Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 2.0 con cui è distribuito.
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