Testning av Bell eller CHSH (Clauser-Horne-Shimony-Holt) ojämlikheter spelar en avgörande roll för att undersöka de grundläggande principerna för kvantmekaniken, särskilt när det gäller lokalitet och realism. Brott mot Bell- eller CHSH-ojämlikheter tyder på att kvantmekanikens förutsägelser inte kan förklaras av lokala teorier om dolda variabler, som ansluter sig till både lokalitet och realism. Det är dock viktigt att fördjupa sig djupare i begreppen lokalitet och realism för att förstå konsekvenserna av dessa kränkningar på kvantmekanikens natur.
Lokalitet i fysiken hänvisar till tanken att avlägsna händelser inte kan ha ett direkt inflytande på varandra om de är rymdliknande separerade, vilket innebär att information inte kan färdas snabbare än ljusets hastighet. Realism, å andra sidan, hävdar att fysiska system har väldefinierade egenskaper oberoende av observation eller mätning. Brott mot Bell eller CHSH ojämlikheter indikerar att åtminstone en av dessa principer, lokalitet eller realism, inte upprätthålls i kvantvärlden.
När Bell eller CHSH ojämlikheter kränks i experiment, innebär det att kvantmekaniken tillåter korrelationer mellan avlägsna partiklar som inte kan förklaras av klassisk fysik. Dessa korrelationer, kända som entanglement, är ett kännetecken för kvantmekaniken och har experimentellt verifierats i många studier. Intrasslade partiklar uppvisar en stark korrelation så att mätningen av en partikel omedelbart bestämmer tillståndet för den andra, oavsett avståndet som skiljer dem åt.
Brott mot Bell eller CHSH ojämlikheter visar att dessa korrelationer är starkare än vad som kan förklaras av lokala dolda variabel teorier, som antar att det finns förutbestämda egenskaper för partiklar som bestämmer deras beteende. Däremot antyder kvantmekaniken att partiklar inte har bestämda egenskaper före mätning och att deras beteende är i sig sannolikt.
Därför innebär kränkningen av Bell- eller CHSH-ojämlikheter inte en kränkning av lokalitet utan snarare utmanar den klassiska föreställningen om realism, vilket indikerar att kvantmekaniken kan involvera inneboende slumpmässighet och icke-lokala korrelationer som trotsar en rent realistisk tolkning. Detta har djupgående konsekvenser för vår förståelse av verklighetens grundläggande natur och den klassiska fysikens begränsningar när det gäller att förklara kvantfenomen.
Testningen av Bell eller CHSH ojämlikheter ger starka bevis för att kvantmekaniken överskrider klassiska intuitioner av lokalitet och realism, vilket öppnar nya vägar för att utforska kvantvärldens mystiska och kontraintuitiva egenskaper.
Andra senaste frågor och svar ang CHSH-ojämlikhet:
- Beskriv de pågående ansträngningarna att designa experiment som kan eliminera alla kryphål samtidigt och ge ännu starkare bevis mot lokal realism.
- Vilka är kryphålen som har åtgärdats i experiment som testar CHSH-ojämlikheten, och varför är de viktiga att eliminera?
- Hur använder Alice och Bob sitt delade intrasslade tillstånd för att generera icke-lokala korrelationer i CHSH-spelet?
- Förklara CHSH-ojämlikheten och dess betydelse för att testa kvantmekanikens förutsägelser mot lokal realism.
- Vad är kvantentanglement och hur skiljer det sig från klassiska korrelationer?