Teorema lui Bell

Teorema lui Bell este un termen care cuprinde o serie de rezultate strâns legate în fizică, toate care afirmă că mecanica cuantică este incompatibilă cu teoriile locale cu variabile ascunse, având în vedere unele ipoteze de bază despre natura măsurării. „Local” se referă aici la principiul localității, ideea că o particulă poate fi influențată doar de mediul înconjurător imediat și că interacțiunile mediate de câmpurile fizice nu se pot propaga mai repede decât viteza luminii. „Variabilele ascunse” sunt presupuse proprietăți ale particulelor cuantice care nu sunt incluse în teoria cuantică, dar afectează totuși rezultatul experimentelor. În cuvintele fizicianului John Stewart Bell, pentru care această familie de rezultate este astfel numită, „Dacă [o teorie cu variabile ascunse] este locală, nu va fi de acord cu mecanica cuantică, iar dacă este de acord cu mecanica cuantică, nu va fi locală.”

Primul astfel de rezultat a fost introdus de Bell în 1964, bazându-se pe paradoxul Einstein–Podolsky–Rosen, care a atras atenția asupra fenomenului de inseparabilitate cuantică. Bell a dedus că, dacă măsurătorile sunt efectuate independent pe cele două particule separate ale unei perechi inseparate, atunci ipoteza că rezultatele depind de variabile ascunse din fiecare jumătate implică o constrângere matematică asupra modului în care rezultatele celor două măsurători sunt corelate. O astfel de constrângere va fi denumită mai târziu o inegalitate Bell. Bell a arătat apoi că fizica cuantică prezice corelații care încalcă această inegalitate. Variații multiple ale teoremei lui Bell au fost prezentate în anii următori, folosind diferite ipoteze și obținând diferite inegalități Bell (sau „de tip Bell”).

Primul experiment rudimentar conceput pentru a testa teorema lui Bell a fost realizat în 1972 de John Clauser și Stuart Freedman. Experimente mai avansate, cunoscute colectiv ca teste Bell, au fost efectuate de multe ori de atunci. Adesea, aceste experimente au avut ca scop „închiderea lacunelor”, adică ameliorarea problemelor de proiectare sau configurare experimentală care ar putea afecta, în principiu, validitatea constatărilor testelor Bell anterioare. Testele Bell au demonstrat în mod constant că sistemele fizice se supun mecanicii cuantice și încalcă inegalitățile Bell; ceea ce înseamnă că rezultatele acestor experimente sunt incompatibile cu orice teorie locală a variabilelor ascunse.

Natura exactă a ipotezelor necesare pentru a demonstra o constrângere de tip Bell asupra corelațiilor a fost dezbătută de fizicieni și de filozofi. Deși semnificația teoremei lui Bell nu este pusă la îndoială, implicațiile ei complete pentru interpretarea mecanicii cuantice rămân nerezolvate.

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