Оглавление [Скрыть]
- 1 Испытание колокола
- 1.1 История и контекст
- 1.2 Теорема Белла
- 1.3 Эксперименты и результаты
- 1.4 Типы экспериментов
- 1.5 Одноканальные эксперименты
- 1.6 История и методы тестов Белла
- 1.7 Экспериментальные допущения и проблемы
- 1.8 Известные эксперименты
- 1.9 Эксперименты с тестом Белла
- 1.10 Лазейки в экспериментах
- 1.11 Будущие направления
- 1.12 Влияние неоднородности памяти и времени на эксперимент
- 1.13 Сверхдетерминизм и теорема Белла
- 1.14 Многомировая лазейка и интерпретация Хью Эверетта
- 1.15 Дополнительные темы
- 1.16 Полный текст статьи:
- 2 Тест звонка – Arc.Ask3.Ru
Испытание колокола
-
История и контекст
- Тест Белла проверяет теорию квантовой механики на соответствие локальному реализму Эйнштейна.
- Принцип неопределенности Гейзенберга и ЭПР-парадокс привели к дебатам о скрытых переменных.
-
Теорема Белла
- Джон Стюарт Белл предложил теорему, утверждающую, что локальные скрытые переменные не могут объяснить все предсказания квантовой механики.
- Белл разработал математическое описание локального реализма, известное как неравенство Белла.
-
Эксперименты и результаты
- Тесты Белла подтверждают теорию квантовой физики, исключая гипотезу о локальных скрытых переменных.
- Джон Клаузер, Ален Аспект и Антон Цайлингер получили Нобелевскую премию за эти эксперименты.
-
Типы экспериментов
- Эксперименты делятся на двухканальные и одноканальные в зависимости от используемых анализаторов.
- Двухканальные эксперименты, такие как CHSH, используют поляризацию фотонов для проверки неравенства Белла.
-
Одноканальные эксперименты
- До 1982 года использовались одноканальные поляризаторы и вариации неравенства.
- Эти эксперименты также подтвердили теорию квантовой механики.
-
История и методы тестов Белла
- Тесты Белла были предложены в 1969 году Клаузером, Хорном, Шимони и Холтом.
- Тесты включают подэксперименты с различными настройками поляризаторов.
- Неравенство CH используется для оценки статистики теста.
-
Экспериментальные допущения и проблемы
- Возможны случайные совпадения, которые могут влиять на результаты.
- Проблемы с синхронизацией и неоднозначностью в распознавании пар.
- Несмотря на несовершенства, результаты соответствуют квантовым предсказаниям.
-
Известные эксперименты
- Кэздей, Уллман и Ву (1970) использовали пары фотонов для первого эксперимента.
- Фридман и Клаузер (1972) выявили нарушение неравенства Белла.
- Аспект и др. (1982) использовали каскадные источники кальция для трех тестов.
- Титтель и др. (1998) показали, что расстояние не разрушает запутанность.
- Вейхс и др. (1998) закрыли лазейку в “локальности”.
- Пан и др. (2000) использовали состояние ГГЦ для первого эксперимента с более чем двумя частицами.
- Роу и др. (2001) закрыли лазейку в системе обнаружения.
- Го и др. (Belle collaboration) наблюдали нарушение неравенства Белла в B-мезонах.
- Греблахер и др. (2007) исключили нелокальные теории типа Леггетта.
- Саларт и др. (2008) обеспечили расстояние между детекторами в 18 км.
- Ансманн и др. (2009) преодолели лазейку в обнаружении с твердотельными кубитами.
- Джустина и др. (2013) и Ларссон и др. (2014) закрыли лазейку в обнаружении фотонов.
- Кристенсен и др. (2013) также закрыли лазейку в обнаружении фотонов.
- Хенсен и др., Джустина и др., Шалм и др. (2015) провели первые тесты без лазеек.
- Шмид и др. (2016) обнаружили корреляции Белла в системе из многих тел.
-
Эксперименты с тестом Белла
- Физики провели эксперименты, подтверждающие нелокальность, используя свет от звезд Млечного Пути и запутанные атомы.
- В 2017 году Розенфельд и др. наблюдали нарушение неравенства Белла с закрытыми лазейками.
- В 2018 году Раух и др. использовали свет от квазаров для измерений, отодвинув временные рамки на 7,8 млрд лет.
- В 2023 году Сторц и др. продемонстрировали нарушение неравенства CHSH без лазеек с помощью сверхпроводящих цепей.
-
Лазейки в экспериментах
- Лазейки для обнаружения и локализации остаются возможными, несмотря на усилия физиков.
- Лазейка для обнаружения связана с регистрацией лишь небольшой части фотонов, что может искажать результаты.
- Локальная лазейка требует быстрого изменения настроек измерений, чтобы избежать влияния на результаты.
- Лазейка для совпадений возникает из-за идентификации пар событий по времени их обнаружения.
- Лазейка в памяти связана с использованием прошлых настроек и результатов для увеличения вероятности нарушения неравенства Белла.
-
Будущие направления
- Ожидается проведение тестов без лазеек в ближайшем будущем.
- Использование людей для создания настроек измерений и наблюдения за результатами может быть дополнительной проверкой.
- Оптические установки достигли высокой эффективности обнаружения благодаря сверхпроводящим фотодетекторам.
- Гибридные установки объединяют высокую эффективность обнаружения с простотой распределения запутанности.
-
Влияние неоднородности памяти и времени на эксперимент
- При условии, что каждая новая пара измерений выполняется с новой случайной парой настроек, неоднородность памяти и времени не оказывают серьезного влияния на эксперимент.
-
Сверхдетерминизм и теорема Белла
- Необходимым допущением для вывода теоремы Белла является, что скрытые переменные не коррелируют с настройками измерения.
- Это предположение обосновано тем, что экспериментатор обладает “свободной волей” в выборе настроек и что это необходимо для научных целей.
- Теория, в которой выбор метода измерения определяется измеряемой системой, известна как супердетерминированная.
-
Многомировая лазейка и интерпретация Хью Эверетта
- Многомировая интерпретация, также известная как интерпретация Хью Эверетта, является детерминированной и обладает локальной динамикой.
- Теорема Белла неприменима из-за неявного предположения о том, что измерения имеют единственный результат.
-
Дополнительные темы
- Детерминизм в квантовой и классической механике
- Мысленные эксперименты Эйнштейна
- Принцип локальности
- Квантовая неопределенность