La première expérience qui prouve correctement la violation de l'inégalité de Bell

Le principal auteur de recherche Bas Hensen et le professeur Ronald Hanson ont mis en place la configuration de l'expérience de Bell au point A où des électrons sont émis.

En 1935, Albert Einstein a remis en question le principe de la théorie quantique selon lequel l'observation d'une seule particule affecte instantanément à l'état de la particule qui lui est associée, où qu'elle se trouve. Cela signifie que les informations de particule à particule sont transmises plus rapidement que la vitesse de la lumière, ce qu'Einstein considérait comme impossible et incompatible avec la théorie de la relativité.

Les physiciens des années 70 ont tenté de vérifier cette propriété des particules. Pour cela, les soi-disant inégalités de Bell et les conditions de l'expérience de Bell ont été formulées . Mais les scientifiques ne pouvaient pas se débarrasser des problèmes de la configuration expérimentale ou des lacunes , ce qui ne nous permettait pas d'appeler l'expérience propre et correcte, réfutant vraiment la théorie de la relativité et démontrant le transfert d'informations plus rapidement que la vitesse de la lumière. Ces failles ont permis d'expliquer le transfert d'informations prétendument plus rapide que la vitesse de la lumière par d'autres facteurs locaux.

Ce n'est que maintenant que des chercheurs de l'Université technologique de Delft (Pays-Bas) ont réussi pour la première fois dans l'histoire à mener une expérience de Bell correcte, épargnant à la fois les problèmes bien connus de la configuration expérimentale: l'échappatoire de l'emplacement (échappatoire de la localité) et l'échappatoire de la détection (échappatoire de détection).

Des experts de l'Université de technologie de Delft ont testé les conditions des particules à une distance de 1,3 km (sur le campus) et ont enregistré une correspondance d'environ 96%. C'est plus que prévu par le théorème de Bell.

Les résultats et la technique expérimentale sont publiés dans l'article " Violation des inégalités de Bell sans faille en utilisant des spins d'électrons séparés de 1,3 kilomètre ", revue Nature, date de publication 21 octobre 2015 ( pdf ).

Dans l'illustration: point A à gauche avec l'un des deux diamants, l'autre diamant est à l'extrémité opposée du campus à droite. Entre eux - point C, où se trouve le séparateur (séparateur) du faisceau.



Le théorème de Bell montre qu'indépendamment de la présence réelle dans la théorie de la mécanique quantique de certains paramètres cachés qui affectent toute caractéristique physique d'une particule quantique, une expérience en série peut être effectuée, dont les résultats statistiques confirment ou réfutent la présence de ces paramètres cachés dans la théorie de la mécanique quantique. Relativement parlant, dans un cas, le rapport statistique ne dépassera pas 2: 3 et dans un autre - au moins 3: 4.

Les conditions de l'expérience de Bell sont expliquées dans la vidéo sur l'exemple d'un couple de visiteurs de restaurant «liés» par des liens amoureux qui doivent commander différents vins dans un verre et une bouteille. Ils peuvent convenir d'une stratégie à l'avance, mais ne peuvent pas échanger d'informations pendant le «jeu».



La principale réalisation du groupe d'expérimentateurs dans la dernière expérience est une technique avancée, qui a permis de supprimer les failles de localisation et de détection. Pour ce faire, ils ont utilisé deux détecteurs de diamant (aux points A et C dans le diagramme ci-dessus) et un séparateur de signal au milieu entre eux. Les spins électroniques ont été mesurés en utilisant des impulsions micro-ondes et laser dans des détecteurs sur les côtés opposés du campus. L'architecture de l'installation avec séparation des faisceaux et détection de spin des électrons couplés est conçue de telle manière que les électrons couplés ne puissent pas échanger d'informations en utilisant l'une des failles connues pendant la mesure.



L'expérience a prouvé une violation du concept de réalisme local , qui combine le principe de localité avec l'hypothèse "réaliste" que tous les objets ont des valeurs "objectivement existantes" de leurs paramètres et caractéristiques pour toutes les mesures possibles qui peuvent être faites sur ces objets avant que ces mesures soient effectuées.

En réalité, le principe de la mécanique quantique a été confirmé que les électrons n'ont aucune caractéristique jusqu'à ce qu'ils soient observés à l'aide d'un détecteur. Jusqu'à ce point, les particules existent simultanément dans plusieurs états.

Certes, certains experts indépendants disentqu'il y a une troisième échappatoire qui n'a pas été éliminée pendant l'expérience. Le fait est que la séparation aléatoire d'électrons avec des spins différents peut ne pas être complètement aléatoire, mais peut se produire avec une certaine régularité cachée. Il est donc trop tôt pour parler en toute certitude de la violation de la théorie de la relativité et de l'erreur d'Einstein.

L'année prochaine, une expérience plus avancée aura lieu au Massachusetts Institute of Technology, dans laquelle les détecteurs vérifieront les caractéristiques des photons de différentes parties de la Galaxie - il n'y aura certainement aucune des trois lacunes.

Source: https://habr.com/ru/post/fr385631/