Bell Teoremi, İrlandalı fizikçi John Stewart Bell (1928-1990) tarafından parçacıkların birbirine bağlı olup olmadığını test etme aracı olarak tasarlandı kuantum dolanması bilgileri ışık hızından daha hızlı iletir. Özellikle, teorem hiçbir yerel gizli değişken teorisinin kuantum mekaniğinin tüm tahminlerini açıklayamayacağını söyler. Bell, bu teoremi, deneyde ihlal edildiği gösterilen Bell eşitsizliklerinin yaratılmasıyla kanıtlar. kuantum fizik sistemleri, böylece yerel gizli değişkenler teorilerinin kalbinde bazı fikirlerin yanlış. Genellikle düşme özelliği yerelliktir - hiçbir fiziksel etkinin daha hızlı hareket etmediği fikriışık hızı.
Kuantum Dolaşıklığı
İkinizin olduğu bir durumda parçacıklarKuantum dolaştırması ile bağlanan A ve B, daha sonra A ve B'nin özellikleri birbiriyle ilişkilidir. Örneğin, A'nın dönüşü 1/2 olabilir ve çevirmek B'nin değeri 1/2 ya da tam tersi olabilir. Kuantum fiziği bize bir ölçüm yapılana kadar bu parçacıkların olası durumların üst üste bindiklerini söyler. A'nın spini hem 1/2 hem de -1/2'dir. (Hakkındaki makalemize bakın.
Schroedinger Kedisi Bu fikir hakkında daha fazla bilgi için düşünce deneyi. A ve B parçacıkları içeren bu özel örnek, genellikle Einstein-Podolsky-Rosen paradoksunun bir çeşididir. EPR Paradoksu.)Bununla birlikte, A'nın dönüşünü ölçtüğünüzde, doğrudan ölçmek zorunda kalmadan B'nin dönüşünün değerini kesin olarak bilirsiniz. (A'nın dönüşü 1/2 ise, B'nin dönüşü -1/2 olmalıdır. A'nın dönüşü -1/2 ise, B'nin dönüşü 1/2 olmalıdır. Başka alternatif yok.) Bell Teoreminin kalbindeki bilmece bu bilginin A parçasından B parçacığına nasıl iletildiğidir.
Bell'in İş Teoremi
John Stewart Bell aslında Bell'in Teoremi fikrini 1964 tarihli makalesinde önerdi "Einstein Podolsky Rosen paradoksunda"Analizinde, Bell eşitsizlikleri adı verilen ve dönüşün ne sıklıkta olduğuna dair olasılıksal ifadeler olan formüller türetmiştir. normal olasılık (kuantum dolaştırmanın aksine) olsaydı, partikül A ve partikül B'nin birbiriyle korelasyonu olmalıdır Çalışma. Bu Bell eşitsizlikleri, kuantum fiziği deneyleri tarafından ihlal edildiğinden, temel varsayımlarından biri yanlış olması gerekiyordu ve tasarıma uyan iki varsayım vardı - fiziksel gerçeklik ya da yerellik başarısız.
Bunun ne anlama geldiğini anlamak için yukarıda açıklanan deneye geri dönün. A parçacığının dönüşünü ölçüyorsunuz. Sonuç olabilecek iki durum vardır - ya B parçacığı derhal karşıt dönüşe sahiptir ya da B parçacığı hala durumların üst üste bindirilmesinde.
B partikülü A partikülünün ölçümünden hemen etkilenirse, bu, yerellik varsayımının ihlal edildiği anlamına gelir. Başka bir deyişle, bir şekilde bir "mesaj", büyük bir mesafeyle ayrılabilse bile, A parçacığından B parçacığına anında ulaştı. Bu, kuantum mekaniğinin yöresel olmama özelliğini sergilediği anlamına gelir.
Bu anlık "mesaj" (yani yerellik olmaması) gerçekleşmezse, diğer tek seçenek B parçacığının hâlâ devletlerin üst üste binmesidir. Bu nedenle, B parçacığının spin ölçümü, A parçacığının ölçümünden tamamen bağımsız olmalı ve Bell eşitsizlikleri, bu durumda A ve B spinlerinin ilişkilendirilmesi gereken zamanın yüzdesini temsil eder.
Deneyler ezici bir şekilde Bell eşitsizliklerinin ihlal edildiğini göstermiştir. Bu sonucun en yaygın yorumu A ve B arasındaki "mesajın" anlık olmasıdır. (Alternatif, B'nin spininin fiziksel gerçekliğini geçersiz kılmaktır.) Bu nedenle, kuantum mekaniği yerellik göstermiyor gibi görünüyor.
Not: Kuantum mekaniğinde bu yerellik, sadece iki partikül arasında dolanan spesifik bilgilerle ilgilidir - yukarıdaki örnekteki spin. A ölçümü, herhangi bir başka bilgiyi anında B'ye iletmek için kullanılamaz. B'yi gözlemleyen hiç kimse bağımsız olarak A'nın olup olmadığını söyleyemez. ölçtü. Saygın fizikçiler tarafından yapılan yorumların büyük çoğunluğu altında bu, ışığın hızından daha hızlı iletişime izin vermez.