Неравенство Белла

Теорема Белла, как ее теперь называют, показывает, что как при наличии в квантово-механической теории скрытого параметра, влияющего на любую физическую характеристику квантовой частицы, так и при отсутствии такового, можно провести серийный эксперимент, статистические результаты которого подтвердят или опровергнут наличие скрытых параметров в квантово-механической теории. Условно говоря, в одном случае статистическое соотношение составит не более 2:3, а в другом — не менее 3:4.

Локальный реализм и опыты Аспекта

Неравенства Белла возникают при анализе эксперимента типа эксперимента Эйнштейна-Подольского-Розена из предположения, что вероятностный характер предсказаний квантовой механики объясняется наличием скрытых параметров, то есть неполнотой описания. Существование такого параметра означало бы справедливость концепции локального реализма. В этом случае ещё до измерения квантовый объект можно было бы охарактеризовать определенным значением некоторой физической величины, например, проекцией спина на фиксированную ось. Расчет вероятностей различных результатов измерения по законам квантовой механики приводит к нарушению неравенств Белла. Поэтому если абсолютно верить квантовой механике, предположение о "локальном реализме" нужно отвергнуть. Однако локальный реализм кажется столь естественным, что для проверки неравенств Белла были поставлены эксперименты. Выполнение этих неравенств было проверено различными группами ученых. Первый результат был опубликован А. Аспектом с соавторами. Оказалось, что неравенства Белла нарушаются. Следовательно, неверным оказывается привычное представление о том, что динамические свойства квантовой частицы, наблюдаемые при измерении, реально существуют еще до измерения, а измерение лишь ликвидирует наше незнание того, какое именно свойство имеет место. В действительности это не так: свойства, обнаруженные при измерении, могут вообще не существовать до измерения.

Ссылки

• J. S. Bell О парадоксе Эйнштейна — Подольского — Розена = On the Einstein Podolsky Rosen Paradox // Physics 1, 3. — 1964. — С. 195-200.
• A. Aspect, P. Grangier, G. Roger Experimental realization of Einstein-Podolsky-Rosen-Bohm Gedankenexperiment: A new violation of Bell's inequalities // Phys. Rev. Lett. 49, 1. — 1982. — С. 91-94.
• A. Aspect, J. Dalibard, G. Roger Experimental test of Bell's inequalities using time-varying analyzers // Phys. Rev. Lett. 49, 25. — 1982. — С. 1804-1807.
• Alain Aspect Теорема Белла: Наивный взгляд экспериментатора = Bell's Theorem: The naive view of an experimentalist // Springer. — 2002.