Bello teoremą sugalvojo airių fizikas Johnas Stewartas Bellas (1928–1990), siekdamas patikrinti, ar per dalelę jungiasi dalelės, ar ne kvantinis susipainiojimas perduoti informaciją greičiau nei šviesos greičiu. Tiksliau sakant, teorema sako, kad jokia vietinių paslėptų kintamųjų teorija negali atsižvelgti į visas kvantinės mechanikos prognozes. Bell įrodo šią teoremą sukurdamas Bell'o nelygybes, kurios eksperimento metu buvo pažeistos kvantinės fizikos sistemos, taip įrodydamos, kad vietinių paslėptų kintamųjų teorijų esmė turi būti kokia nors idėja melagingas. Nuosavybė, kuri paprastai patenka rudenį, yra vietovė - idėja, kad jokie fiziniai padariniai nejuda greičiau neišviesos greitis.
Kvantinis susipainiojimas
Esant tokiai situacijai, kai turite dvejus dalelės, A ir B, kurios yra sujungtos per kvantinį susipynimą, tada A ir B savybės yra koreliuojamos. Pvz., A nugara gali būti 1/2 ir nugara iš B gali būti -1/2, arba atvirkščiai. Kvantinė fizika mums sako, kad kol nebus išmatuotas, šios dalelės yra galimų būsenų superpozicijoje. A nugara yra ir 1/2, ir -1/2. (Žr. Mūsų straipsnį apie
Schroedingerio katė minties eksperimentas, skirtas daugiau sužinoti apie šią idėją. Šis konkretus pavyzdys su dalelėmis A ir B yra Einšteino-Podolskio-Roseno paradokso variantas, dažnai vadinamas EPR paradoksas.)Tačiau kai išmatuosi A sukimąsi, tu tikrai žinai B sukimosi vertę ir niekada nereikia jo tiesiogiai matuoti. (Jei A sukasi 1/2, tada B nugara turi būti -1/2. Jei A turi nugara -1/2, tada B nugara turi būti 1/2. Kitų alternatyvų nėra.) Bello teoremos esmė - kaip ši informacija perduodama iš A dalelės į B dalelę.
Bello teorema darbe
John Stewart Bell iš pradžių pasiūlė Bello teoremos idėją savo 1964 m.Dėl Einšteino Podolskio Roseno paradokso. "Savo analizėje jis išvedė formules, vadinamas varpo nelygybe, kurios yra tikimybiniai teiginiai apie tai, kaip dažnai sukasi dalelės A ir dalelės B turėtų koreliuoti viena su kita, jei normali tikimybė (priešingai nei kvantinis įsipainiojimas) būtų dirbantys. Šiuos Bello nelygybes pažeidžia kvantinės fizikos eksperimentai, o tai reiškia, kad viena iš pagrindinių jo prielaidų turėjo būti klaidingos, ir buvo tik dvi prielaidos, kurios tinka sąskaitai - arba fizinė realybė, arba vietovė nesėkmė.
Norėdami suprasti, ką tai reiškia, grįžkite į aukščiau aprašytą eksperimentą. Jūs išmatuojate dalelės A sukimąsi. Tai gali sukelti dvi situacijos - arba dalelė B iškart turi priešingą sukimąsi, arba dalelė B vis dar yra būsenų superpozicijoje.
Jei dalelė B iš karto paveikiama matuojant dalelę A, tai reiškia, kad pažeista lokalizacijos prielaida. Kitaip tariant, kažkokiu būdu „žinutė“ iš A dalelės į dalelę B pateko iš karto, net jei jas galima atskirti dideliu atstumu. Tai reikštų, kad kvantinė mechanika parodo ne lokalumo savybes.
Jei šis momentinis „pranešimas“ (t. Y. Ne lokalumas) nevyksta, tada vienintelis kitas variantas yra tai, kad dalelė B vis dar yra būsenų superpozicijoje. Todėl dalelės B sukimosi matavimas turėtų būti visiškai nepriklausomas nuo dalelių A matavimų, ir varpelio nelygybė nurodo procentą laiko, kai A ir B sukimai šioje situacijoje turėtų būti koreliuojami.
Eksperimentai didžiąja dalimi parodė, kad pažeidžiamos „Bell“ nelygybės. Dažniausias šio rezultato aiškinimas yra tas, kad „pranešimas“ tarp A ir B yra akimirksniu. (Alternatyva būtų panaikinti B nugaros fizinę tikrovę.) Todėl atrodo, kad kvantinė mechanika rodo ne lokalumą.
Pastaba: Šis lokalumas kvantinėje mechanikoje susijęs tik su specifine informacija, kuri yra įsipainiojusi tarp dviejų dalelių - aukščiau pateiktame pavyzdyje esanti nugara. Išmatuotas A negali būti naudojamas bet kokiai kitai informacijai akimirksniu perduoti į B dideli atstumai, ir niekas, stebintis B, negalės savarankiškai pasakyti, ar A buvo, ar ne išmatuota. Remiantis gerbiamų fizikų aiškinimu, tai neleidžia bendrauti greičiau nei šviesos greičiu.