Bellin teoreema (kuten sitä nykyään kutsutaan) osoittaa, että huolimatta siitä, että kvanttimekaanisessa teoriassa on todellista läsnäoloa piilossa olevista parametreista , jotka vaikuttavat mihin tahansa kvanttihiukkasen fysikaaliseen ominaisuuteen , on mahdollista suorittaa sarjakoe , tilastolliset tulokset joka vahvistaa tai kumoaa tällaisten piilotettujen parametrien olemassaolon kvanttimekaanisessa teoriassa. Suhteellisesti sanottuna yhdessä tapauksessa tilastollinen suhde on enintään 2:3 ja toisessa - vähintään 3:4.
Nobel -palkittu Gerard 't Hooft kyseenalaisti Bellin lauseen pätevyyden superdeterminismin mahdollisuuden perusteella ja tarjosi ideoita paikallisten determinististen mallien rakentamiseen. [yksi]
Bellin epäyhtälöt syntyvät, kun analysoidaan Einstein-Podolsky-Rosenin kokeen kaltaista koetta olettaen, että kvanttimekaniikan ennusteiden todennäköisyys johtuu piilotettujen parametrien läsnäolosta, eli kuvauksen epätäydellisyydestä. Tällaisen parametrin olemassaolo merkitsisi paikallisen realismin käsitteen pätevyyttä . Tässä tapauksessa kvanttiobjektia voitaisiin luonnehtia jo ennen mittausta tietyllä fyysisen suuren arvolla, esimerkiksi spinin projektiolla kiinteälle akselille.
Erilaisten mittaustulosten todennäköisyyksien laskeminen kvanttimekaniikan lakien mukaan johtaa Bellin epäyhtälöiden rikkomiseen. Siksi, jos uskomme ehdottomasti kvanttimekaniikkaan, oletus "paikallisesta realismista" on hylättävä. Paikallinen realismi näyttää kuitenkin niin luonnolliselta, että Bellin epätasa-arvoa on testattu kokeiluilla. Eri tutkijaryhmät ovat varmistaneet näiden eriarvoisuuksien täyttymisen. Ensimmäisen tuloksen julkaisivat Alain Aspe et al. Kävi ilmi, että Bellin epätasa-arvoa rikotaan. Näin ollen tavallinen ajatus, että mittauksen aikana havaitut kvanttihiukkasen dynaamiset ominaisuudet ovat olemassa jo ennen kuin mittaus osoittautuu vääräksi, ja mittaus vain eliminoi tietämättömyytemme siitä, mikä ominaisuus tapahtuu.
1. marraskuuta 2010 Scheidlin ym. [2] artikkeli julkaistiin Proceedings of the National Academy of Sciences -lehdessä, jossa kuvataan kesä-heinäkuussa 2008 Kanariansaarilla Palmalla ja Teneriffalla suoritettuja kokeita , joiden välinen etäisyys on 144 km. Palmassa syntyi pari sotkeutunutta fotoneja , joista toinen lähetettiin sitten 6 km pitkän kierretyn kuidun kautta lähteen lähellä sijaitsevaan Alice-ilmaisimeen (viive 29,6 μs), ja toinen välitettiin ulkoilman kautta Bob-detektoriin. sijaitsee Teneriffalla (viive 479 µs). Bob-ilmaisimessa otettiin käyttöön myös elektroninen viive, joten yhden Teneriffan Palmasta peräisin olevan fotonin rinnalla lentävän kuvitteellisen tarkkailijan koordinaattijärjestelmässä havaitsemistapahtumat tapahtuivat suunnilleen samanaikaisesti. Näin kokeilijat onnistuivat sulkemaan porsaanreiät paikallista realismia ja valinnanvapautta varten kaikissa koordinaattijärjestelmissä.
Mittauksia tehtiin neljä, kukin 600 s, havaittiin 19 917 fotoniparia, Bellin epätasa-arvo rikottiin luotettavuustasolla , joka ylitti 16 standardipoikkeamaa (2,37 ± 0,02, kun raja-arvo on 2,828).
Kirjoittajat uskovat, että heidän kokeilunsa kumoaa suuren joukon deterministisiä teorioita, jättäen vain ne, joita on käytännössä mahdotonta joko vahvistaa tai kumota kokeellisesti, nimittäin teoriat, joiden avulla voit matkustaa ajassa menneisyyteen ja tehdä siellä toimia, sekä teoriat. "superrealismista" ("superdeterminismistä"), jonka mukaan kaukainen yhteinen menneisyys ennen kietoutuvan parin ilmaantumista määrittää etukäteen sekä sen käyttäytymisen että kaikki sen havaitsemiseen liittyvät piilotetut muuttujat.
Vuonna 2015 Bellin epätasa-arvoa testasivat eri tutkijaryhmät lisävarotoimenpiteillä mahdollisen piiloparametrien siirtymisen estämiseksi. Kokeiden tulokset eivät ole yhteensopivia paikallisten teorian kanssa 3] [4] [5] [6] .
| Alkuparametrit a ja b | Bell-parametrin S exp mitatun arvon tulee olla < 2,82 | Kuka tarkisti |
|---|---|---|
| Valittu menneisyyden valokartioon suhteessa emissiopisteeseen * | 2,28 ± 0,04 | Kokeilut staattisilla asetuksilla, esim. Friedman ja Clauser [7] |
| Vaihda säännöllisesti** | 2,23±0,05 | Aspe ym. [8] |
| Satunnaisesti valittu tulevaisuuden valokartiosta emissiopisteen suhteen *** | 2,23 ± 0,09 | Weiss ym. [9] |
| Spatiaalinen etäisyys lähteestä | 2,37 ± 0,02 | Scheidl ym. [10] |