32 (32) wrote,
32
32

Category:

Доказано отсутствие реализма во Вселенной

Доказано отсутствие реализма во Вселенной

Физики из Австрии, США, Китая и Германии, наблюдая за звездами Млечного Пути, экспериментально проверили нарушение неравенств Белла. Тем самым ученые впервые подтвердили нарушение принципа локального реализма в космических масштабах. Препринт исследования доступен на сайте arXiv.org.

Особенность эксперимента — использование света звезд, расположенных в пределах Галактики. Дальние астрономические источники выступали в роли квантовых генераторов случайных чисел, которые в опытах на Земле создавались искусственно.


Таким образом, как отмечают авторы, звезды стали естественными «космическими генераторами настройки». Проведенные в режиме реального времени тесты, в ходе которых измерялась поляризация запутанных фотонов, показали с высокой статистической значимостью нарушение неравенств Белла. В пределах Млечного Пути, по оценкам ученых, локальный реализм нарушен как минимум последние 600 лет.

Запутанность пары частиц предполагает сохранение ими информации о своем состоянии даже при их разнесении на расстояние. Такие частицы нарушают принцип локального реализма, согласно которому на состояние объекта может оказывать влияние только его близкое окружение.
Ученые пытались сохранить принцип локальности в микромире, полагая, что квантовая механика содержит так называемые скрытые параметры, которые не учитывает экспериментатор. Математическим выражением этого утверждения стали неравенства Белла, и их нарушение свидетельствует об отсутствии скрытых параметров.

Концепция реализма справедлива для классической механики, но не выполняется в большинстве интерпретаций квантовой теории. В философии реализм означает другое — независимость объекта от субъекта.

Неравенства Белла
Теорема Белла (как её теперь называют) показывает, что вне зависимости от реального наличия в квантово-механической теории неких скрытых параметров, влияющих на любую физическую характеристику квантовой частицы, можно провести серийный эксперимент, статистические результаты которого подтвердят либо опровергнут наличие таких скрытых параметров в квантово-механической теории. Условно говоря, в одном случае статистическое соотношение составит не более 2:3, а в другом — не менее 3:4.
Неравенства Белла возникают при анализе эксперимента типа эксперимента Эйнштейна-Подольского-Розена из предположения, что вероятностный характер предсказаний квантовой механики объясняется наличием скрытых параметров, то есть неполнотой описания. Существование такого параметра означало бы справедливость концепции локального реализма. В этом случае ещё до измерения квантовый объект можно было бы охарактеризовать определенным значением некоторой физической величины, например, проекцией спина на фиксированную ось.

Расчет вероятностей различных результатов измерения по законам квантовой механики приводит к нарушению неравенств Белла. Поэтому если абсолютно верить квантовой механике, предположение о «локальном реализме» нужно отвергнуть. Однако локальный реализм кажется столь естественным, что для проверки неравенств Белла были поставлены эксперименты. Выполнение этих неравенств было проверено различными группами ученых. Первый результат был опубликован Аленом Аспе с соавторами. Оказалось, что неравенства Белла нарушаются. Следовательно, неверным оказывается привычное представление о том, что динамические свойства квантовой частицы, наблюдаемые при измерении, реально существуют ещё до измерения, а измерение лишь ликвидирует наше незнание того, какое именно свойство имеет место.


Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 12 comments