Eksperimen pertama yang membuktikan dengan benar pelanggaran ketidaksetaraan Bell

Penulis penelitian terkemuka Bas Hensen dan profesor Ronald Hanson mengatur pengaturan untuk percobaan Bell di titik A di mana elektron dipancarkan.

Pada tahun 1935, Albert Einstein mempertanyakan prinsip teori kuantum yang mengamati satu partikel secara langsung mempengaruhi ke keadaan partikel yang terkait dengannya, di mana pun partikel itu berada. Ini berarti bahwa informasi dari partikel ke partikel ditransmisikan lebih cepat daripada kecepatan cahaya, yang dianggap Einstein tidak mungkin dan tidak sesuai dengan teori relativitas.

Fisikawan dari tahun 70-an mencoba memverifikasi sifat partikel ini. Untuk ini, apa yang disebut ketidaksetaraan Bell dan kondisi percobaan Bell dirumuskan . Tetapi para ilmuwan tidak berhasil menyingkirkan masalah pengaturan eksperimental atau celah , yang tidak memungkinkan kita untuk menyebut eksperimen itu bersih dan benar, benar-benar menyangkal teori relativitas dan menunjukkan transfer informasi lebih cepat daripada kecepatan cahaya. Celah ini memungkinkan untuk menjelaskan transfer informasi yang diduga lebih cepat daripada kecepatan cahaya oleh faktor lokal lainnya.

Hanya sekarang, para peneliti dari Universitas Teknologi Delft (Belanda) berhasil untuk pertama kalinya dalam sejarah untuk melakukan percobaan Bell yang benar, menyelamatkan kedua masalah yang terkenal dari pengaturan eksperimental: lokasi celah (loophole location (detection loophole)).

Para ahli dari Universitas Teknologi Delft menguji kondisi partikel pada jarak 1,3 km (di kampus) dan mencatat kecocokan ~ 96%. Ini lebih dari yang diperkirakan oleh teorema Bell.

Hasil dan teknik eksperimental diterbitkan dalam artikel " Pelanggaran ketimpangan Bell bebas Loophole menggunakan spin elektron dipisahkan oleh 1,3 kilometer ", jurnal Nature, tanggal publikasi 21 Oktober 2015 ( pdf ).

Dalam ilustrasi: titik A di sebelah kiri dengan salah satu dari dua berlian, berlian lainnya berada di ujung berlawanan dari kampus di sebelah kanan. Di antara mereka - titik C, di mana pembagi (pemisah) balok berada.



Teorema Bell menunjukkan bahwa terlepas dari keberadaan aktual dalam teori mekanika kuantum dari beberapa parameter tersembunyi yang mempengaruhi karakteristik fisik partikel kuantum, percobaan serial dapat dilakukan, hasil statistik yang mengkonfirmasi atau membantah keberadaan parameter tersembunyi tersebut dalam teori mekanika kuantum. Secara relatif, dalam satu kasus, rasio statistik tidak lebih dari 2: 3, dan dalam kasus lain - setidaknya 3: 4.

Kondisi percobaan Bell dijelaskan dalam video pada contoh beberapa pengunjung restoran "terikat" oleh ikatan cinta yang harus memesan anggur yang berbeda dalam gelas dan botol. Mereka dapat menyetujui strategi terlebih dahulu, tetapi tidak dapat bertukar informasi selama "permainan".



Pencapaian utama kelompok eksperimen dalam percobaan terakhir adalah teknik canggih, yang memungkinkan untuk menghilangkan celah lokasi dan deteksi. Untuk melakukan ini, mereka menggunakan dua detektor berlian (pada titik A dan C dalam diagram di atas) dan pembagi sinyal di tengah-tengah di antara mereka. Putaran elektron diukur menggunakan pulsa gelombang mikro dan laser dalam detektor di sisi berlawanan dari kampus. Arsitektur pengaturan dengan pemisahan berkas dan deteksi putaran dari elektron yang berpasangan dirancang sedemikian rupa sehingga elektron yang berpasangan tidak dapat bertukar informasi menggunakan celah yang diketahui selama pengukuran.



Eksperimen ini terbukti melanggar konsep realisme lokal , yang menggabungkan prinsip lokalitas dengan asumsi "realistis" bahwa semua objek memiliki nilai-nilai "parameter" dan karakteristiknya secara objektif untuk setiap pengukuran yang mungkin dilakukan pada objek-objek ini sebelum pengukuran ini dilakukan.

Pada kenyataannya, prinsip mekanika kuantum dikonfirmasi bahwa elektron tidak memiliki karakteristik sampai mereka diamati menggunakan detektor. Hingga titik ini, partikel ada di beberapa negara secara bersamaan.

Benar, beberapa pakar independen mengatakanbahwa ada celah ketiga yang tidak dihilangkan selama percobaan. Faktanya adalah bahwa pemisahan acak elektron dengan putaran yang berbeda mungkin tidak sepenuhnya acak, tetapi dapat terjadi dengan keteraturan tersembunyi. Jadi masih terlalu dini untuk berbicara dengan penuh kepastian tentang teori relativitas dan kesalahan Einstein.

Tahun depan, percobaan yang lebih maju akan diadakan di Massachusetts Institute of Technology, di mana detektor akan memeriksa karakteristik foton dari berbagai bagian Galaxy - pasti tidak akan ada satu pun dari tiga celah.

Source: https://habr.com/ru/post/id385631/