Bells teorem (som det nu kaldes) viser, at uanset den reelle tilstedeværelse i den kvantemekaniske teori af nogle skjulte parametre , der påvirker enhver fysisk karakteristik af en kvantepartikel , er det muligt at udføre et serieeksperiment , de statistiske resultater af som vil bekræfte eller modbevise tilstedeværelsen af sådanne skjulte parametre i kvantemekanisk teori. Relativt set vil det statistiske forhold i det ene tilfælde ikke være mere end 2:3, og i det andet - ikke mindre end 3:4.
Nobelpristageren Gerard 't Hooft satte spørgsmålstegn ved gyldigheden af Bells teorem på baggrund af muligheden for superdeterminisme og tilbød nogle ideer til at bygge lokale deterministiske modeller. [en]
Bells uligheder opstår, når man analyserer et eksperiment som Einstein-Podolsky-Rosen- eksperimentet ud fra den antagelse, at den sandsynlige natur af forudsigelserne fra kvantemekanikken skyldes tilstedeværelsen af skjulte parametre, det vil sige ufuldstændigheden af beskrivelsen. Eksistensen af en sådan parameter ville betyde gyldigheden af begrebet lokal realisme . I dette tilfælde, selv før målingen, kunne et kvanteobjekt karakteriseres ved en vis værdi af en fysisk størrelse, for eksempel ved projektion af spindet på en fast akse.
Beregningen af sandsynligheden for forskellige måleresultater i henhold til kvantemekanikkens love fører til en krænkelse af Bells uligheder. Derfor, hvis vi absolut tror på kvantemekanik, må antagelsen om "lokal realisme" afvises. Lokal realisme virker dog så naturlig, at der er sat eksperimenter op for at teste Bells uligheder. Opfyldelsen af disse uligheder er blevet verificeret af forskellige grupper af videnskabsmænd. Det første resultat blev offentliggjort af Alain Aspe et al. Det viste sig, at Bells uligheder er krænket. Den sædvanlige idé om, at de dynamiske egenskaber af en kvantepartikel observeret under måling faktisk eksisterer, allerede før målingen viser sig at være forkert, og målingen eliminerer kun vores uvidenhed om, hvilken egenskab der finder sted.
Den 1. november 2010 blev der publiceret en artikel af Scheidl et al. [2] i Proceedings of the National Academy of Sciences , som beskriver forsøg udført i juni-juli 2008 på De Kanariske Øer Palma og Tenerife , hvor afstanden mellem hvilke er 144 km. Et par sammenfiltrede fotoner blev genereret på Palma , hvoraf den ene derefter blev transmitteret gennem en 6 km lang oprullet fiber til Alice-detektoren placeret nær kilden (forsinkelse 29,6 μs), og den anden blev transmitteret gennem det fri til Bob-detektoren beliggende på Tenerife (forsinkelse 479 µs). En elektronisk forsinkelse blev også indført i Bob-detektoren, så i koordinatsystemet for en imaginær observatør, der flyver parallelt med en af fotonerne fra Palma på Tenerife, skete detektionsbegivenhederne omtrent samtidigt. Således lykkedes det forsøgslederne at lukke smuthuller for lokal realisme og valgfrihed i alle koordinatsystemer.
Der blev taget fire målinger på hver 600 s, 19.917 fotonpar blev detekteret, Bells ulighed blev overtrådt med et konfidensniveau , der oversteg 16 standardafvigelser (2,37 ± 0,02, mens den maksimale grænseværdi er 2,828).
Forfatterne mener, at deres eksperiment tilbageviser en stor klasse af deterministiske teorier, og efterlader kun dem, der er praktisk talt umulige at enten bekræfte eller afkræfte eksperimentelt, nemlig teorier, der giver dig mulighed for at rejse i tid til fortiden og udføre handlinger der, såvel som teorier. af "superrealisme" ("superdeterminisme"), ifølge hvilken den fjerne fælles fortid før fremkomsten af et sammenfiltret par på forhånd bestemmer både dets adfærd og alle de skjulte variabler forbundet med dets påvisning.
I 2015 blev Bells uligheder testet af forskellige hold af forskere med yderligere forholdsregler mod mulig transmission af skjulte parametre. Resultaterne af eksperimenterne er uforenelige med teorien om lokale skjulte parametre [3] [4] [5] [6] .
| Startparametre a og b | Den målte værdi af Bell-parameteren S exp skal være < 2,82 | Hvem tjekkede |
|---|---|---|
| Udvalgt i fortidens lyskegle med hensyn til emissionspunktet * | 2,28 ± 0,04 | Eksperimenter med statiske indstillinger, f.eks. Friedman og Clauser [7] |
| Skift med jævne mellemrum ** | 2,23±0,05 | Aspe et al. [8] |
| Tilfældigt valgt i fremtidens lyskegle med hensyn til emissionspunktet *** | 2,23 ± 0,09 | Weiss et al. [9] |
| Rumlig afstand fra kilden | 2,37 ± 0,02 | Scheidl et al. [10] |