Stochastische dynamische Reduktionstheorien und überlichtschnelle Kommunikation

In Theorien, die die Reduktion des Zustandsvektors als physikalischen Prozess beschreiben, besteht die Möglichkeit, für bestimmte Experimente Vorhersagen zu machen, die von denen der Quantentheorie abweichen. Dies sind „unterbrochene Reduktionsinterferenz“-Experimente, die durch eine Wechselwirkung gekennzeichnet sind, die die Reduktion auslöst, gefolgt von einer Messung der Interferenz zwischen den überlagerten Zuständen, aus denen der Zustandsvektor besteht (mögliche Beispiele: doppeltes Stern-Gerlach-Experiment, Zwei-Schlitz-Neutroneninterferenz). Wir betrachten die allgemeine Klasse der stochastischen Reduktionstheorien und fragen, ob sie überlichtschnelle Kommunikation durch solche Experimente ermöglichen. Wir zeigen, dass, wenn der Zustandsvektor, der der Reduktion vorangeht, genau reproduzierbar ist, überlichtschnelle Kommunikation unter bestimmten Umständen auftreten kann, es sei denn, die off-diagonalen Elemente der Dichtematrix zerfallen exponentiell mit einer universellen Zeitkonstante. Wir zeigen auch, dass in diesem Fall kein Zustandsvektor jemals in endlicher Zeit reduziert wird, sodass eine solche Theorie nicht zufriedenstellend ist. Allerdings kann überlichtschnelle Kommunikation vermieden werden, wenn die Reduktion nur in nicht reproduzierbaren Zustandsvektoren ausgelöst wird, einer so komplexen Art, dass der „effektive“ Dichtematrix, die aus der Menge solcher Zustandsvektoren konstruiert und über die Variablen, die außerhalb der Kontrolle des Versuchsleiters liegen, zurückverfolgt wird, diagonal ist. Dann sind die Vorhersagen identisch mit denen der Quantentheorie für „unterbrochene Reduktionsinterferenz“-Experimente und somit offenbar für alle Experimente. Die Lehre dieses Papiers ist, dass die „effektive“ Dichtematrix immer verwendet werden muss, um physikalische Vorhersagen in dynamischen Reduktionstheorien zu treffen. Dies bietet eine Lösung des Problems, die Reduktion des Zustandsvektors mit der Relativitätstheorie in Einklang zu bringen: Selbst wenn die Reduktionsdynamik nicht relativistisch invariant ist, sind ihre experimentellen Vorhersagen dies. Es impliziert auch, dass die „effektive“ Entropie während einer Messung zunimmt, während sie während der Reduktion konstant bleibt, was das Gegenteil eines gängigen Diktums ist.