Testovanie Bellových alebo CHSH (Clauser-Horne-Shimony-Holt) nerovností hrá kľúčovú úlohu pri skúmaní základných princípov kvantovej mechaniky, najmä pokiaľ ide o lokalitu a realizmus. Porušenie Bellových alebo CHSH nerovností naznačuje, že predpovede kvantovej mechaniky sa nedajú vysvetliť lokálnymi skrytými premennými teóriami, ktoré sa držia tak lokality, ako aj realizmu. Je však nevyhnutné ponoriť sa hlbšie do konceptov lokality a realizmu, aby sme pochopili dôsledky týchto porušení na povahu kvantovej mechaniky.
Lokalita vo fyzike odkazuje na myšlienku, že vzdialené udalosti nemôžu mať na seba priamy vplyv, ak sú priestorovo oddelené, čo znamená, že informácie nemôžu cestovať rýchlejšie ako rýchlosť svetla. Realizmus na druhej strane predpokladá, že fyzikálne systémy majú dobre definované vlastnosti nezávislé od pozorovania alebo merania. Porušenie nerovností Bell alebo CHSH naznačuje, že aspoň jeden z týchto princípov, lokalita alebo realizmus, nie je v kvantovom svete podporovaný.
Keď sa pri experimentoch porušia Bell alebo CHSH nerovnosti, znamená to, že kvantová mechanika umožňuje korelácie medzi vzdialenými časticami, ktoré nemožno vysvetliť klasickou fyzikou. Tieto korelácie, známe ako zapletenie, sú charakteristickým znakom kvantovej mechaniky a boli experimentálne overené v mnohých štúdiách. Zapletené častice vykazujú silnú koreláciu, takže meranie jednej častice okamžite určuje stav druhej, bez ohľadu na vzdialenosť, ktorá ich oddeľuje.
Porušenie Bellových alebo CHSH nerovností ukazuje, že tieto korelácie sú silnejšie než to, čo možno vysvetliť teóriami miestnych skrytých premenných, ktoré predpokladajú existenciu vopred určených vlastností pre častice, ktoré určujú ich správanie. Naproti tomu kvantová mechanika naznačuje, že častice nemajú pred meraním definitívne vlastnosti a že ich správanie je vo svojej podstate pravdepodobné.
Porušenie nerovností Bell alebo CHSH preto neznamená porušenie lokality, ale skôr spochybňuje klasickú predstavu realizmu, čo naznačuje, že kvantová mechanika môže zahŕňať inherentnú náhodnosť a nemiestne korelácie, ktoré popierajú čisto realistickú interpretáciu. To má hlboké dôsledky pre naše chápanie základnej podstaty reality a obmedzení klasickej fyziky pri vysvetľovaní kvantových javov.
Testovanie Bellových alebo CHSH nerovností poskytuje silný dôkaz, že kvantová mechanika prekračuje klasické intuície lokality a realizmu a otvára nové cesty na skúmanie tajomných a kontraintuitívnych vlastností kvantového sveta.
Ďalšie nedávne otázky a odpovede týkajúce sa CHSH nerovnosť:
- Popíšte prebiehajúce snahy navrhnúť experimenty, ktoré dokážu odstrániť všetky medzery súčasne a poskytnúť ešte silnejší dôkaz proti miestnemu realizmu.
- Aké sú medzery, ktoré sa riešili v experimentoch testujúcich nerovnosť CHSH, a prečo je dôležité ich odstrániť?
- Ako Alice a Bob používajú svoj zdieľaný zapletený stav na generovanie nelokálnych korelácií v hre CHSH?
- Vysvetlite nerovnosť CHSH a jej význam pri testovaní predpovedí kvantovej mechaniky oproti miestnemu realizmu.
- Čo je kvantové previazanie a ako sa líši od klasických korelácií?