Language
Country/Area
No result found
Секрет квантовой нелокальности: почему квантовые частицы, по-видимому, нарушают предел скорости света?
Основные характеристики квантовой механики и связанные с ними вопросы нелокальности уже давно находятся в центре внимания физиков и философов. Традиционные представления физики подвергаются сомнению, когда мы пытаемся понять тайны квантового мира, поскольку квантовые частицы ведут себя таким образом, что, по-видимому, нарушают ограничения скорости света. Как это произошло? Именно на этот вопрос и пытался ответить тест Белла.
С 2015 года все тесты Белла показали, что предположение о локальных скрытых переменных несовместимо с поведением физических систем.
Предыстория и значение эксперимента Белла
Эксперимент Белла, названный в честь Джона Стюарта Белла, был разработан для проверки связи между квантовой механикой и теорией локального реализма Альберта Эйнштейна. Позиция локального реализма утверждает, что поведение частиц должно объясняться определенными ненаблюдаемыми локальными переменными, которые называются «скрытыми переменными». Однако эта точка зрения была подвергнута сомнению с появлением неравенства Белла.
Квантовая запутанность и парадокс ЭПР
Квантовая запутанность — основная концепция эксперимента Белла. В 1935 году Эйнштейн и его коллеги предложили знаменитый парадокс ЭПР, заявив, что предсказания квантовой механики, по-видимому, подразумевают возможность мгновенной передачи информации между частицами, что нарушает закон причинности. Это означает, что взаимодействия между квантовыми частицами не просто обусловлены некоторой локальной скрытой переменной, но могут быть нелокальными.
Если какая-то информация известна, то, согласно принципу неопределенности Гейзенберга, существует другая информация, которая не может быть известна.
Экспериментальная проверка неравенства Белла
Эксперименты по неравенству Белла включают измерения двух или более запутанных частиц. Экспериментальные проекты обычно включают наблюдение за частицей, например, фотоном, и выбор ее свойств (например, поляризации) для измерения. Если экспериментальные результаты нарушают неравенство Белла, гипотезу о локальных скрытых переменных можно исключить. Все результаты тестов Белла на сегодняшний день подтверждают предсказания квантовой физики, а не теорию локальных скрытых параметров.
Эксперимент Белла, вошедший в историю
С 1970-х годов физики начали проводить различные эксперименты Белла. Некоторые важные эксперименты включают в себя: <ул>
Возникновение квантовой теории информации
Благодаря нарушению неравенства Белла ученые поняли, что уникальные свойства, привносимые квантовой запутанностью, заложили основу для процветания квантовой теории информации. Эта новая область физики фокусируется на потенциальных приложениях в квантовых вычислениях и квантовых коммуникациях, в частности, в квантовой криптографии. Квантовая криптография использует свойства квантовых систем для разработки безопасных методов связи, что, несомненно, является важным приложением квантовой механики.
Взгляд в будущее
С развитием экспериментальных технологий понимание физиками квантового мира продолжает углубляться, и проводятся все более сложные эксперименты Белла. Они не только подтверждают теоретические предсказания квантовой механики, но и заставляют нас пересмотреть природу реальности. Можем ли мы найти хоть какую-то форму определенности в этой вселенной, полной неопределенности?
