O primeiro experimento que prova corretamente a violação da desigualdade de Bell

O principal autor da pesquisa, Bas Hensen, e o professor Ronald Hanson estabeleceram uma configuração para o experimento de Bell no ponto A. Emissão de elétrons.

Em 1935, Albert Einstein questionou o princípio da teoria quântica que observa uma única partícula afeta instantaneamente ao estado da partícula associada a ela, onde quer que esteja. Isso significa que as informações de partícula para partícula são transmitidas mais rapidamente que a velocidade da luz, que Einstein considerou impossível e incompatível com a teoria da relatividade.

Físicos dos anos 70 tentaram verificar essa propriedade das partículas. Para isso, foram formuladas as chamadas desigualdades de Bell e as condições do experimento de Bell. Mas os cientistas não conseguiram se livrar dos problemas da configuração experimental ou das brechas , que não nos permitiram chamar o experimento de limpo e correto, refutando realmente a teoria da relatividade e demonstrando a transferência de informações mais rapidamente que a velocidade da luz. Essas brechas permitiram explicar a transferência de informações supostamente mais rápida que a velocidade da luz por outros fatores locais.

Somente agora, pesquisadores da Universidade Tecnológica de Delft (Holanda) conseguiram, pela primeira vez na história, conduzir um experimento correto de Bell, poupando os dois problemas conhecidos do cenário experimental: localização da brecha (brecha de detecção).

Especialistas da Universidade de Tecnologia de Delft testaram as condições das partículas a uma distância de 1,3 km (no campus) e registraram uma correspondência de ~ 96%. Isso é mais do que o previsto pelo teorema de Bell.

Os resultados e a técnica experimental são publicados no artigo " Violação da desigualdade de sino sem brechas usando spins de elétrons separados por 1,3 km ", Nature journal, data de publicação 21 de outubro de 2015 ( pdf ).

Na ilustração: ponto A à esquerda com um dos dois diamantes, o outro diamante está no extremo oposto do campus à direita. Entre eles - ponto C, onde está localizado o separador (separador) da viga.



O teorema de Bell mostra que, independentemente da presença real na teoria quântica-mecânica de alguns parâmetros ocultos que afetam qualquer característica física de uma partícula quântica, um experimento em série pode ser realizado, cujos resultados estatísticos confirmam ou refutam a presença de tais parâmetros ocultos na teoria quântica-mecânica. Relativamente falando, em um caso, a proporção estatística não será superior a 2: 3, e em outro - pelo menos 3: 4.

As condições do experimento de Bell são explicadas no vídeo no exemplo de dois visitantes do restaurante "vinculados" por vínculos amorosos que precisam pedir vinho diferente em um copo e uma garrafa. Eles podem concordar com uma estratégia antecipadamente, mas não podem trocar informações durante o "jogo".



A principal conquista do grupo de experimentadores no último experimento é uma técnica avançada, que permitiu eliminar brechas na localização e detecção. Para fazer isso, eles usaram dois detectores de diamante (nos pontos A e C no diagrama acima) e um divisor de sinal no meio entre eles. Os spins de elétrons foram medidos usando pulsos de microondas e laser em detectores em lados opostos do campus. A arquitetura da configuração com separação de feixe e detecção de rotação de elétrons acoplados é projetada de tal maneira que os elétrons acoplados não pudessem trocar informações usando nenhuma das brechas conhecidas durante a medição.



O experimento provou uma violação do conceito de realismo local , que combina o princípio de localidade com a suposição "realista" de que todos os objetos têm valores "existentes objetivamente" de seus parâmetros e características para quaisquer possíveis medições que possam ser feitas nesses objetos antes que sejam realizadas.

Na realidade, foi confirmado o princípio da mecânica quântica de que os elétrons não têm características até serem observados usando um detector. Até esse ponto, as partículas existem em vários estados simultaneamente.

É verdade que alguns especialistas independentes dizemque existe uma terceira brecha que não foi eliminada durante o experimento. O fato é que a separação aleatória de elétrons com diferentes rotações pode não ser completamente aleatória, mas pode ocorrer com alguma regularidade oculta. Portanto, é muito cedo para falar com total certeza sobre a violação da teoria da relatividade e a injustiça de Einstein.

No próximo ano, um experimento mais avançado será realizado no Instituto de Tecnologia de Massachusetts, no qual os detectores verificarão as características dos fótons de diferentes partes da galáxia - certamente não haverá nenhuma das três brechas.

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