Тестването на неравенствата на Бел или CHSH (Клаузер-Хорн-Шимони-Холт) играе решаваща роля в изследването на основополагащите принципи на квантовата механика, особено по отношение на локалността и реализма. Нарушаването на неравенствата на Бел или CHSH предполага, че прогнозите на квантовата механика не могат да бъдат обяснени с теории за локални скрити променливи, които се придържат както към локалността, така и към реализма. Важно е обаче да се задълбочим в понятията за локалност и реализъм, за да разберем последиците от тези нарушения върху природата на квантовата механика.
Локалността във физиката се отнася до идеята, че отдалечените събития не могат да имат пряко влияние едно върху друго, ако са пространствено разделени, което означава, че информацията не може да пътува по-бързо от скоростта на светлината. Реализмът, от друга страна, постулира, че физическите системи притежават добре дефинирани свойства, независими от наблюдение или измерване. Нарушаването на неравенствата на Бел или CHSH показва, че поне един от тези принципи, локалност или реализъм, не се поддържа в квантовия свят.
Когато неравенствата на Бел или CHSH са нарушени в експерименти, това означава, че квантовата механика позволява корелации между отдалечени частици, които не могат да бъдат обяснени от класическата физика. Тези корелации, известни като заплитане, са отличителен белег на квантовата механика и са експериментално потвърдени в множество изследвания. Заплетените частици показват силна корелация, така че измерването на една частица моментално определя състоянието на другата, независимо от разстоянието, което ги разделя.
Нарушаването на неравенствата на Bell или CHSH показва, че тези корелации са по-силни от това, което може да се отчете от теориите за локални скрити променливи, които предполагат съществуването на предварително определени свойства за частиците, които определят тяхното поведение. За разлика от това, квантовата механика предполага, че частиците не притежават определени свойства преди измерването и че поведението им е присъщо вероятностно.
Следователно нарушаването на неравенствата на Бел или CHSH не означава нарушение на локалността, а по-скоро оспорва класическата представа за реализъм, показвайки, че квантовата механика може да включва присъща случайност и нелокални корелации, които се противопоставят на чисто реалистична интерпретация. Това има дълбоки последици за нашето разбиране на фундаменталната природа на реалността и ограниченията на класическата физика при обяснението на квантовите явления.
Тестването на неравенствата на Бел или CHSH предоставя убедителни доказателства, че квантовата механика надхвърля класическите интуиции за локалност и реализъм, отваряйки нови пътища за изследване на мистериозните и противоинтуитивни свойства на квантовия свят.
Други скорошни въпроси и отговори относно CHSH неравенство:
- Опишете продължаващите усилия за проектиране на експерименти, които могат да премахнат всички вратички едновременно и да предоставят още по-силни доказателства срещу местния реализъм.
- Какви са вратичките, които са разгледани в експерименти, тестващи CHSH неравенството, и защо е важно да се премахнат?
- Как Алис и Боб използват своето споделено заплетено състояние, за да генерират нелокални корелации в играта CHSH?
- Обяснете неравенството CHSH и значението му при тестване на прогнозите на квантовата механика спрямо локалния реализъм.
- Какво е квантовото заплитане и как се различава от класическите корелации?