El teorema de Bell & amp; apos; s fue ideado por el físico irlandés John Stewart Bell (1928-1990) como un medio para probar si las partículas conectadas a través del enredo cuántico comunican o no la información más rápido que la velocidad de la luz. Específicamente, el teorema dice que ninguna teoría de las variables ocultas locales puede explicar todas las predicciones de la mecánica cuántica. Bell demuestra este teorema a través de la creación de desigualdades de Bell, que se demuestra que el experimento es violado en los sistemas de física cuántica, lo que demuestra que alguna idea en el corazón de las teorías de variables ocultas locales tiene que ser falsa. La propiedad que generalmente toma la caída es la localidad: la idea de que ningún efecto físico se mueve más rápido que el & amp; # x200B; velocidad de la luz.
Enredo cuántico
En una situación en la que tiene dos partículas, A y B, que están conectadas a través del enredo cuántico, las propiedades de A y B están correlacionadas. Por ejemplo, el giro de A puede ser 1/2 y el giro de B puede ser -1/2, o viceversa. La física cuántica nos dice que hasta que se realice una medición, estas partículas están en una superposición de posibles estados. El giro de A es tanto 1/2 como -1/2. (Vea nuestro artículo sobre el experimento de pensamiento de gato de Schroedinger & amp; apos; s para obtener más información sobre esta idea. Este ejemplo particular con las partículas A y B es una variante de la paradoja de Einstein-Podolsky-Rosen, a menudo llamada la paradoja de EPR.)
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Sin embargo, una vez que mides el giro de A, sabes con certeza el valor del giro de B & amp; apos; s sin tener que medirlo directamente. (Si A tiene giro 1/2, entonces el giro de B & amp; apos; s debe ser -1/2. Si A tiene giro -1/2, entonces el giro de B & amp; apos; s debe ser 1/2. No hay otras alternativas.) El enigma en el corazón de Bell & amp; apos; s Theorem es cómo esa información se comunica de la partícula A a la partícula B.
Teorema de Bell & amp; apos; s en el trabajo
John Stewart Bell originalmente propuso la idea para el Teorema de Bell & amp; apos; s en su artículo de 1964 & amp; quot; Sobre la paradoja de Einstein Podolsky Rosen.& amp; quot; En su análisis, derivó fórmulas llamadas desigualdades de Bell, que son declaraciones probabilísticas sobre con qué frecuencia el giro de la partícula A y la partícula B debe correlacionarse entre sí si la probabilidad normal (a diferencia del enredo cuántico) funcionara. Estas desigualdades de Bell son violadas por experimentos de física cuántica, lo que significa que uno de sus supuestos básicos tenía que ser falso, y solo había dos supuestos que se ajustaban a la factura: la realidad física o la localidad estaban fallando.
Para entender lo que esto significa, regrese al experimento descrito anteriormente. Mides la partícula A y el giro de Apos; s. Hay dos situaciones que podrían ser el resultado: la partícula B tiene inmediatamente el giro opuesto o la partícula B todavía está en una superposición de estados.
Si la partícula B se ve afectada inmediatamente por la medición de la partícula A, esto significa que se viola la suposición de localidad. En otras palabras, de alguna manera a & amp; quot; message & amp; quot; llegó de la partícula A a la partícula B instantáneamente, a pesar de que pueden estar separados por una gran distancia. Esto significaría que la mecánica cuántica muestra la propiedad de la no localidad.
Si este instantáneo & amp; quot; message & amp; quot; (es decir., no localidad) no tiene lugar & amp; apos; t, entonces la única otra opción es que la partícula B todavía está en una superposición de estados. La medición del giro de la partícula B & amp; apos; s debe, por lo tanto, ser completamente independiente de la medición de la partícula A, y las desigualdades de Bell representan el porcentaje del tiempo en que los giros de A y B deben correlacionarse en este situación.
Los experimentos han demostrado abrumadoramente que se violan las desigualdades de Bell. La interpretación más común de este resultado es que & amp; quot; message & amp; quot; entre A y B es instantáneo. (La alternativa sería invalidar la realidad física del giro de B & amp; apos; s.) Por lo tanto, la mecánica cuántica parece mostrar la no localidad.
Nota: Esta no localidad en la mecánica cuántica solo se relaciona con la información específica que se enreda entre las dos partículas: el giro en el ejemplo anterior. La medición de A no se puede usar para transmitir instantáneamente cualquier tipo de otra información a B a grandes distancias, y nadie que observe B podrá saber de forma independiente si se midió o no A. Bajo la gran mayoría de las interpretaciones de físicos respetados, esto no permite la comunicación más rápido que la velocidad de la luz.
& amp; # x203A; Ciencias
