Bellova veta bola navrhnutá írskym fyzikom Johnom Stewartom Bellom (1928 - 1990) ako prostriedok na testovanie toho, či sú alebo nie sú častice spojené kvantové zapletenie komunikovať informácie rýchlejšie ako rýchlosť svetla. Konkrétne, veta hovorí, že žiadna teória lokálnych skrytých premenných nemôže zodpovedať za všetky predpovede kvantovej mechaniky. Bell túto vetu dokazuje vytvorením Belliných nerovností, pri ktorých sa experimentom ukázalo, že boli porušené Kvantové fyzikálne systémy, čo dokazuje, že nejaká myšlienka v centre lokálnych teórií skrytých premenných musí byť false. Majetok, ktorý zvyčajne spadá, je lokalita - myšlienka, že žiadne fyzické účinky sa nepohybujú rýchlejšie akorýchlosť svetla.
Kvantové zapletenie
V situácii, keď máte dvoch častice, A a B, ktoré sú spojené pomocou kvantového zapletenia, potom vlastnosti A a B korelujú. Napríklad rotácia A môže byť 1/2 a točenie B môže byť -1/2 alebo naopak. Kvantová fyzika hovorí, že až do uskutočnenia merania sú tieto častice v superpozícii možných stavov. Otáčanie A je 1/2 aj -1/2. (Pozri náš článok o
Schroedingerova mačka myslel experiment viac o tomto nápade. Tento konkrétny príklad s časticami A a B je variantom Einstein-Podolského-Rosenovho paradoxu, ktorý sa často nazýva EPR Paradox.)Akonáhle však zmeráte rotáciu A, určite viete hodnotu rotácie B bez toho, aby ste ju museli priamo merať. (Ak má A rotáciu 1/2, potom rotácia B musí byť -1/2. Ak má A rotáciu -1/2, potom spin B musí byť 1/2. Neexistujú žiadne iné alternatívy.) Hádankou v jadre Bellovej vety je spôsob, akým sa tieto informácie prenášajú z častice A na časticu B.
Bellova veta v práci
John Stewart Bell pôvodne navrhol myšlienku Bellovej vety vo svojom článku z roku 1964. “Na paradoxu Einstein Podolsky Rosen„Vo svojej analýze odvodil vzorce nazývané Bellove nerovnosti, čo sú pravdepodobnostné výroky o tom, ako často sa točí častice A a častice B by mali navzájom korelovať, ak by bola normálna pravdepodobnosť (na rozdiel od kvantového zapletenia) pracovať. Tieto Bellove nerovnosti sú narušené kvantovými fyzikálnymi experimentmi, čo znamená, že jeden z jeho základných predpokladov musel byť nepravdivý a existovali iba dva predpoklady, ktoré vyhovovali návrhu zákona - buď fyzická realita alebo lokalita bola zlyhávajú.
Ak chcete pochopiť, čo to znamená, vráťte sa k vyššie uvedenému experimentu. Meriate rotáciu častice A. Výsledkom by mohli byť dve situácie - buď častica B má okamžite opačné otočenie, alebo častice B je stále v superpozícii stavov.
Ak je častice B meraním častice A okamžite ovplyvnené, znamená to, že predpoklad lokality je porušený. Inými slovami, nejako sa „správa“ dostala z častice A do častice B okamžite, aj keď sa dá oddeliť veľkou vzdialenosťou. To by znamenalo, že kvantová mechanika vykazuje vlastnosť nealokality.
Pokiaľ k tejto okamžitej „správe“ (t. J. Nie k lokalite) nedôjde, potom je jedinou ďalšou možnosťou, že častica B je stále v superpozícii stavov. Meranie rotácie častíc B by preto malo byť úplne nezávislé na meraní častíc A a Bellova nerovnosť predstavuje percentuálny podiel času, v ktorom by sa mali otáčania A a B v tejto situácii korelovať.
Experimenty prevažne ukázali, že Bellove nerovnosti sú porušené. Najbežnejšou interpretáciou tohto výsledku je, že „správa“ medzi A a B je okamžitá. (Alternatívou by bolo zneplatnenie fyzickej reality rotácie B.) Kvantová mechanika sa preto javí ako neadresná.
Poznámka: Táto lokalita v kvantovej mechanike sa týka iba špecifických informácií, ktoré sú zapletené medzi tieto dve častice - spin vo vyššie uvedenom príklade. Meranie A sa nemôže použiť na okamžitý prenos akýchkoľvek iných informácií do B na veľké vzdialenosti, a nikto, kto pozoroval B, nebude schopný nezávisle zistiť, či A bol alebo nie zmerať. Podľa drvivej väčšiny interpretácií uznávaných fyzikov to neumožňuje komunikáciu rýchlejšie ako rýchlosť svetla.