Bellova věta (jak se nyní nazývá) ukazuje, že bez ohledu na skutečnou přítomnost některých skrytých parametrů , které ovlivňují jakoukoli fyzikální charakteristiku kvantové částice v kvantové mechanické teorii , je možné provést sériový experiment , statistické výsledky který potvrdí nebo vyvrátí přítomnost takových skrytých parametrů v kvantově-mechanické teorii. Relativně řečeno, v jednom případě nebude statistický poměr větší než 2:3 a ve druhém - ne méně než 3:4.
Laureát Nobelovy ceny Gerard 't Hooft zpochybnil platnost Bellova teorému na základě možnosti superdeterminismu a nabídl některé nápady pro sestavení lokálních deterministických modelů. [jeden]
Bellovy nerovnosti vznikají při analýze experimentu, jako je Einstein-Podolsky-Rosenův experiment , z předpokladu, že pravděpodobnostní povaha předpovědí kvantové mechaniky je způsobena přítomností skrytých parametrů, tedy neúplností popisu. Existence takového parametru by znamenala platnost konceptu lokálního realismu . V tomto případě ještě před měřením mohl být kvantový objekt charakterizován určitou hodnotou nějaké fyzikální veličiny, například projekcí rotace na pevnou osu.
Výpočet pravděpodobností různých výsledků měření podle zákonů kvantové mechaniky vede k porušení Bellových nerovností. Pokud tedy absolutně věříme kvantové mechanice, je třeba odmítnout předpoklad „lokálního realismu“. Místní realismus však působí natolik přirozeně, že byly vytvořeny experimenty, které Bellovy nerovnosti otestovaly. Splnění těchto nerovností bylo ověřeno různými skupinami vědců. První výsledek publikoval Alain Aspe et al. Ukázalo se, že Bellovy nerovnosti jsou porušeny. V důsledku toho se obvyklá představa, že dynamické vlastnosti kvantové částice pozorované během měření skutečně existují ještě před měřením, ukáže jako nesprávná a měření pouze eliminuje naši neznalost toho, která vlastnost se odehrává.
Dne 1. listopadu 2010 vyšel v Proceedings of the National Academy of Sciences článek Scheidla et al [2] , který popisuje experimenty uskutečněné v červnu až červenci 2008 na Kanárských ostrovech Palma a Tenerife , vzdálenost mezi nimiž je 144 km. Na Palmě byl generován pár provázaných fotonů , z nichž jeden byl poté přenesen 6 km dlouhým vinutým vláknem do detektoru Alice umístěného poblíž zdroje (zpoždění 29,6 μs) a druhý byl přenesen volným vzduchem do detektoru Bob. se nachází na Tenerife (zpoždění 479 µs). V detektoru Bob bylo také zavedeno elektronické zpoždění, takže v souřadnicovém systému pomyslného pozorovatele letícího paralelně s jedním z fotonů z Palmy na Tenerife docházelo k detekčním událostem přibližně současně. Experimentátorům se tak podařilo uzavřít mezery pro místní realismus a svobodu volby ve všech souřadnicových systémech.
Byla provedena čtyři měření po 600 s, bylo detekováno 19 917 fotonových párů, Bellova nerovnost byla porušena s hladinou spolehlivosti přesahující 16 směrodatných odchylek (2,37 ± 0,02, přičemž limitní maximální hodnota je 2,828).
Autoři se domnívají, že jejich experiment vyvrací velkou třídu deterministických teorií a ponechává pouze ty, které je prakticky nemožné buď potvrdit nebo vyvrátit experimentálně, konkrétně teorie, které vám umožňují cestovat v čase do minulosti a provádět tam akce, stejně jako teorie „superrealismu“ („superdeterminismu“), podle kterého vzdálená společná minulost před objevením se propleteného páru předem určuje jak jeho chování, tak všechny skryté proměnné spojené s jeho detekcí.
V roce 2015 byly Bellovy nerovnosti testovány různými týmy výzkumníků s dalšími opatřeními proti možnému přenosu skrytých parametrů. Výsledky experimentů jsou neslučitelné s teorií lokálních skrytých parametrů [3] [4] [5] [6] .
| Počáteční parametry a a b | Naměřená hodnota Bell parametru S exp by měla být < 2,82 | Kdo zkontroloval |
|---|---|---|
| Vybráno ve světelném kuželu minulosti s ohledem na bod vyzařování * | 2,28 ± 0,04 | Experimenty se statickým nastavením, např. Friedman a Clauser [7] |
| Pravidelně měňte ** | 2,23 ± 0,05 | Aspe a kol [8] |
| Náhodně vybráno ve světelném kuželu budoucnosti s ohledem na bod vyzařování *** | 2,23 ± 0,09 | Weiss et al [9] |
| Prostorová vzdálenost od zdroje | 2,37 ± 0,02 | Scheidl et al [10] |