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On the conflict between nonlocality and relativity
Felix Rutzinger
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Physik
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Physics
Betreuer*in
Beatrix Hiesmayr
DOI
10.25365/thesis.81337
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-19838.41311.988241-6
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Das Bellsche Theorem zeigt, dass realistische Deutungen der Quantentheorie unter plausiblen Annahmen nichtlokal sein müssen. Kausale Einflüsse zwischen raumartig getrennten Ereignissen scheinen jedoch im Widerspruch zur speziellen Relativitätstheorie zu stehen. Während relativistische objektive Kollapsmodelle gezeigt haben, dass Nichtlokalität mit einer physikalisch sinnvollen Auffassung von Relativität prinzipiell vereinbar ist, bleibt die genaue Natur dieses Konflikts unklar. Die vorliegende Arbeit klärt dieses Problem, indem ein Argument von Nicolas Gisin mithilfe kausaler Modelle verallgemeinert wird. Das so gewonnene No-Go-Theorem präzisiert den Konflikt zwischen Nichtlokalität und relativistischen Prinzipien. Aufbauend auf diesem Resultat wird die Möglichkeit nichtlokaler und relativistischer kausaler Erklärungen des Bell-Szenarios untersucht. Insbesondere wird ein Eindeutigkeitssatz bewiesen, der unter natürlichen Annahmen nur eine einzige Erklärung des Bell-Szenarios als möglich identifiziert. Es zeigt sich, dass diese Erklärung mit der von relativistischen Kollapsmodellen, wie etwa rGRWf, gelieferten Beschreibung übereinstimmt. Diese Ergebnisse legen eine Sicht auf Quantenphänomene nahe, in der Nichtlokalität und Relativität miteinander vereinbar sind. Sie setzt objektiven Indeterminismus voraus, bewahrt die Lorentz-Invarianz kausaler Verbindungen, aber macht die Richtung nichtlokaler Einflüsse vom Bezugssystem abhängig, wodurch retrokausale Verursachung vermieden wird.
Abstract
(Englisch)
Bell's theorem demonstrates that realist approaches to quantum theory, under reasonable assumptions, must violate locality. But causal influences at spacelike separation appear to conflict with special relativity. While relativistic objective collapse models have demonstrated that nonlocality can be made compatible with a serious notion of relativity, the exact nature and resolution of this tension remains unclear. This thesis clarifies this issue by generalizing an argument due to Nicolas Gisin using causal models, thereby establishing a no-go theorem that elucidates the conflict between nonlocality and relativity. Building on this result, the possibility of nonlocal and relativistic causal explanations of the Bell scenario is investigated. In particular, a uniqueness theorem is proven that, under natural assumptions, singles out a unique causal explanation of the Bell scenario. This causal explanation is shown to be compatible with the account provided by relativistic collapse models, such as rGRWf. These results suggest a broader view of quantum phenomena in which nonlocality and relativity can be reconciled. This reconciliation is achieved by accepting genuine indeterminism and preserving the Lorentz invariance of causal connections while allowing the causal direction of non-local influences to be frame dependent, consistent with the assumption of no retrocausality.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Grundlagen der Quantenmechanik Nichtlokalität Bellsches Theorem Spezielle Relativitätstheorie Lorentz-Invarianz Ontologische Modelle Kausale Modelle
Schlagwörter
(Englisch)
Quantum Foundations Nonlocality Bell's Theorem Special Relativity Lorentz Invariance Ontological Models Causal Models
Autor*innen
Felix Rutzinger
Haupttitel (Englisch)
On the conflict between nonlocality and relativity
Publikationsjahr
2026
Umfangsangabe
ix, 122 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Beatrix Hiesmayr
Klassifikation
33 Physik > 33.23 Quantenphysik
AC Nummer
AC17909340
Utheses ID
80760
Studienkennzahl
UA | 066 | 876 | |