Experimente cuantice pentru inegalitățile Bell

Inegalitățile Bell

În 1964, fizicianul irlandez John Stewart Bell a dus analiza inseparabilității cuantice mult mai departe.[5] El a dedus că, dacă măsurătorile sunt efectuate independent asupra celor două particule separate ale unei perechi inseparabile, atunci presupunerea că rezultatele depind de variabile ascunse din fiecare jumătate implică o constrângere matematică asupra modului în care rezultatele celor două măsurători sunt corelate. Această constrângere va fi numită ulterior inegalitățile Bell. Bell a arătat apoi că fizica cuantică prezice corelații care încalcă această inegalitate. Prin urmare, singura modalitate prin care variabilele ascunse ar putea explica predicțiile fizicii cuantice este dacă acestea sunt „nelocale”, adică, cumva, cele două particule sunt capabile să se influențeze reciproc instantaneu, indiferent cât de mult se separă vreodată.[6][7]

În 1969, John Clauser și Michael Horne, împreună cu studentul doctoral al lui Horne, Abner Shimony, și studentul doctoral al lui Francis Pinki, Richard Holt, au venit cu inegalitatea CHSH, o reformulare a inegalității Bell care putea fi testată mai bine cu experimente.[8]

Primele experimente din Statele Unite

Primul experiment rudimentar conceput pentru a testa teorema lui Bell a fost realizat în 1972 de Clauser și Stuart Freedman la Universitatea din California, Berkeley.[9] În 1973, la Universitatea Harvard, experimentele lui Pipkin și Holt au sugerat concluzia opusă, negând faptul că mecanica cuantică încalcă inegalitățile Bell.[8] Edward S. Fry și Randall C. Thompson de la Universitatea Texas A&M au reîncercat experimentul în 1973 și au fost de acord cu Clauser.[8] Aceste experimente au fost doar un test limitat, deoarece alegerea setărilor detectorului a fost făcută înainte ca fotonii să părăsească sursa.[8]

Consiliat de John Bell, Alain Aspect a lucrat la dezvoltarea unui experiment care să elimine această limitare.[8]

În Franța

Alain Aspect și-a finalizat teza de doctorat în 1971, lucrând la holografie, apoi a plecat în străinătate pentru a preda la École Normale din Camerun. S-a întors în Franța în 1974 și s-a alăturat Institutului de Optică din Orsay, lucrând la teza sa de abilitare. Fizicianul Christian Imbert [fr] i-a înmânat diverse lucrări de la Bell, iar Aspect a lucrat timp de cinci ani la construcția și testele preliminare pentru experimentul său.[8] A publicat primele sale rezultate experimentale în 1981 și și-a finalizat abilitarea în 1983 cu rezultatele finale ale experimentului său.[8] Printre referenți s-au numărat André Maréchal și Christian Imbert de la Institutul de Optică, Franck Laloë, Bernard d’Espagnat, Claude Cohen-Tannoudji și John Bell.[8]

Referințe

Bell, J. S. (1964). „On the Einstein Podolsky Rosen Paradox” (PDF). Physics Physique Физика. 1 (3): 195–200. doi:10.1103/PhysicsPhysiqueFizika.1.195.
Parker, Sybil B. (1994). McGraw-Hill Encyclopaedia of Physics (2nd ed.). McGraw-Hill. p. 542. ISBN 978-0-07-051400-3.
Mermin, N. David (July 1993). „Hidden Variables and the Two Theorems of John Bell” (PDF). Reviews of Modern Physics. 65 (3): 803–15. arXiv:1802.10119. Bibcode:1993RvMP…65..803M. doi:10.1103/RevModPhys.65.803. S2CID 119546199.
Freire Junior, Olival (2022). „Alain Aspect’s experiments on Bell’s theorem: a turning point in the history of the research on the foundations of quantum mechanics”. The European Physical Journal D. 76 (12): 248. arXiv:2212.05535. Bibcode:2022EPJD…76..248F. doi:10.1140/epjd/s10053-022-00542-z. ISSN 1434-6060.

(Include texte traduse și adaptate din Wikipedia de Nicolae Sfetcu)