Няроўнасці Бела

Тэарэма Бела, як яе цяпер называюць, паказвае, што як пры наяўнасці ў квантава-механічнай тэорыі схаванага параметра, які ўплывае на любую фізічную характарыстыку квантавай часціцы, так і пры адсутнасці такога, можна правесці серыйны эксперымент, статыстычныя вынікі якога пацвердзяць або абвергнуць наяўнасць схаваных параметраў у квантава-механічнай тэорыі. Умоўна кажучы, у адным выпадку статыстычныя суадносіны складуць не больш за 2:3, а ў другім - не менш за 3:4.

 Лакальны рэалізм і вопыты Аспэ 

Няроўнасці Бела ўзнікаюць пры аналізе эксперыменту тыпу эксперыменту Эйнштэйна-Падольскага-Розена з здагадкі, што імавернасны характар прадказанняў квантавай механікі тлумачыцца наяўнасцю схаваных параметраў, г.зн. непаўнатой апісання. Існаванне такога параметра азначала б справядлівасць канцэпцыі лакальнага рэалізму. У гэтым выпадку яшчэ да вымярэння квантавы аб’ект можна было б ахарактарызаваць пэўным значэннем некаторай фізічнай велічыні, напрыклад, праекцыяй спіна на фіксаваную вось. Разлік імавернасцей розных вынікаў вымярэння па законах квантавай механікі прыводзіць да парушэння няроўнасцей Бела. Таму калі абсалютна верыць квантавай механіцы, здагадку аб «лакальным рэалізме» трэба адкінуць. Аднак лакальны рэалізм здаецца такім натуральным, што для праверкі няроўнасцей Бела былі пастаўлены эксперыменты. Выкананне гэтых няроўнасцей было праверана рознымі групамі навукоўцаў. Першы вынік быў апублікаваны Аленам Аспэ з сааўтарамі. Аказалася, што няроўнасці Бела парушаюцца. Такім чынам, няслушным аказваецца звыклае ўяўленне аб тым, што дынамічныя уласцівасці квантавай часціцы, назіраныя пры вымярэнні, рэальна існуюць яшчэ да вымярэння, а вымярэнне толькі ліквідуе наша няведанне таго, якая менавіта ўласцівасць мае месца. У рэчаіснасці гэта не так: уласцівасці, выяўленыя пры вымярэнні, могуць наогул не існаваць да вымярэння.

 Парушэнне прынцыпу лакальнага рэалізму і свабоды выбару ў вопытах Шайдла і інш. 

1 лістапада 2010 г. у часопісе Proceedings of the National Academy of Sciences быў апублікаваны артыкул Шайдла і іншых, у якой расказваецца пра эксперыменты, праведзеныя ў чэрвені-ліпені 2008 г. на Канарскіх астравах Лас-Пальмас і Тэнэрыфэ, адлегласць паміж якімі складае 144 км. На Лас-Пальмасе генеравалася пара заблытаных фатонаў, адзін з якіх затым перадаваўся па скручаным у кола святлаводзе даўжынёй 6 км на дэтэктар Alice, размешчаны побач з крыніцай (затрымка 29,6 мкс), а другі перадаваўся па адкрытым паветры на дэтэктар Bob, размешчаны на Тэнэрыфэ (затрымка 479 мкс). Таксама была ўведзена электронная затрымка ў дэтэктары Bob, так што ў сістэме каардынат ўяўнага назіральніка, якія ляціць паралельна аднаму з фатонаў з Лас-Пальмаса на Тэнэрыфэ, падзеі дэтэктавання адбываліся прыблізна адначасова. Такім чынам, эсперыментатарам удалося зачыніць шчыліны для лакальнага рэалізму і свабоды выбару ва усіх сістэмах каардынат.

Было праведзена чатыры вымярэнні па 600 з кожнае, дэтэктавана 19917 фатонных пар, няроўнасці Бела было парушана з узроўнем дакладнасці, якія перавышаюць 16 сярэднеквадратычных адхіленняў (2,37 ± 0,02, тады як гранічнае максімальнае значэнне складае 2,828).

Аўтары мяркуюць, што іх эксперымент абвяргае вялікі клас дэтэрміністычных тэорый, пакідаючы толькі такія, якія практычна немагчыма ні пацвердзіць, ні абвергнуць эксперыментальна, а менавіта, тэорыі, якія дазваляюць падарожнічаць ў часе ў мінулае і вырабляць там дзеянні, а таксама тэорыі «суперрэалізму», згодна з якім далёкае агульнае мінулае да ўзнікнення заблытанай пары загадзя вызначае як яе паводзіны, так і ўсе скрытыя зменныя, звязаныя з яе дэтэктаваннем.

 Праведзеныя да цяперашняга моманту эксперыменты 

 Зыходныя параметры a і b  Вымеранае значэнне параметра Бела Sexp, павінна быць < 2,82  Кім правяралася Выбіраюцца ў светлавым конусе мінулага адносна пункта выпускання *  2,28 ± 0,04  Эксперыменты са статычнымі настройкамі, напр., Фрыдман і КлаўзерFreedman S.J., Clauser J.F. (1972) Experimental test of local hidden-variable theories. Phys. Rev. Lett. 28:938-941. Змяняюцца перыядычна **  2,23 ± 0,05  Аспэ і інш.Aspect A, Dalibard J, Roger G (1982) Experimental test of Bell’s inequalities using time-varying analyzers. Phys. Rev. Lett. 49:1804-1807. Выбіраюцца выпадкова ў светлавым конусе будучыні адносна пункта выпускання ***  2,23 ± 0,09  Вайс і інш.Weihs G, et al. (1998) Violation of Bell’s inequality under strict Einstein locality conditions. Phys. Rev. Lett. 81:5039-5043. Прасторавае аддаленне ад крыніцы  2,37 ± 0,02  Шайдл і інш.Scheidl et al., (2010) Violation of local realism with freedom of choice. PNAS November 16, 2010 vol. 107 no. 46:19708-19713

 Спасылкі 





Катэгорыя:Квантавая механіка
Катэгорыя:Фізічныя тэарэмы