Aspect'in deneyi - Aspect's experiment

Aspect'in deneyi , Bell'in eşitsizliklerinin ihlal edildiğini gösteren ilk kuantum mekaniği deneyiydi . Reddedilemez sonucu, kuantum dolaşıklık ve yerellik ilkelerinin daha fazla doğrulanmasına izin verdi . Ayrıca deneysel bir cevap sundu Albert Einstein , Boris Podolsky ve Nathan Rosen 'in paradoksu elli yıl önce yaklaşık öne sürülmüştü.

Deney Fransız fizikçi önderliğinde Alain Aspect de École supérieure d'optique içinde Orsay 1980 ve 1982 Onun önemi arasındaki derhal bilim camiası tarafından tanınan ve kapağını yapıldığı Scientific American , popüler bilim dergisi. Aspect tarafından yürütülen metodoloji potansiyel bir kusur, algılama boşluğu sunsa da , sonucu belirleyici olarak kabul edilir ve Aspect'in orijinal deneyini doğrulayan çok sayıda başka deneye yol açar .

Bilimsel ve tarihsel bağlam

Deney, tam olarak anlaşılabilmesi için tarihsel ve bilimsel bağlamına yerleştirilmelidir.

Dolaşıklık, EPR paradoksu ve Bell eşitsizlikleri

kuantum dolaşıklığı

Kuantum dolaşıklığı, ilk olarak 1935'te Erwin Schrödinger tarafından teorize edilen bir olgudur.

Kuantum mekaniği, iki ayrı kuantum sistemi (örneğin iki parçacık) bir kez etkileşime girdikten sonra veya ortak bir kökene sahiplerse, iki bağımsız sistem olarak kabul edilemeyeceğini belirtir. Kuantum mekaniği formalizmi, eğer bir ilk sistem bir duruma ve ikincisi bir duruma sahipse, o zaman ortaya çıkan dolaşık sistemin her iki durumun tensör çarpımı ile temsil edilebileceğini varsayar : . Dolanık durumda iki sistem arasındaki fiziksel mesafenin hiçbir rolü yoktur (çünkü hiçbir konum değişkeni mevcut değildir). Dolanık kuantum durumu, her iki sistem arasındaki mesafeler ne olursa olsun aynı kalır - diğer her şey eşittir. ${\ Displaystyle |\psi \rangle }$${\displaystyle |\phi \rangle }$${\displaystyle |\psi \rangle |\phi \rangle }$

Sonuç olarak, dolaşık sistem üzerinde yapılan herhangi bir ölçüm, onu oluşturan her iki öğeye de uygulanabilir: her iki sistemin ölçüm sonuçları birbiriyle ilişkilidir .

EPR paradoksu

Deneyin sonucu , fizik üzerine yerel, gerçekçi bir bakış açısına sahip olan Albert Einstein'ı (1955'te deney yapılmadan çok önce öldü) şok etmiş olabilir . Görüşü onu, ölçüm eylemi her iki sistemi de etkiliyorsa , ışık hızıyla sınırlı olmayan bir hızda bir sistemden diğerine yayılabilen bir etkinin var olacağı sonucuna götürdü . Kuantum mekanik formalizmi, dolaşık bir sistemin bileşenlerini ölçmenin etkisinin, mesafe ne olursa olsun, her iki bileşen üzerinde de anında bir etkiye sahip olduğunu tahmin eder.

Daha sonra 1935'te Albert Einstein , Boris Podolsky ve Nathan Rosen (EPR) , dolanık durumların varlığına izin verilirse bir paradoksa yol açan bir düşünce deneyi hayal ettiler: ya bir etki ışıktan daha hızlı hareket eder (nedensel olmama) ya da kuantum fiziği eksik. Alternatifin iki teriminden hiçbiri o sırada kabul edilebilir değildi, bu nedenle paradoks.

Bu paradoks büyük tarihsel öneme sahipti, ancak hemen bir etkisi olmadı. Yalnızca Niels Bohr , öne sürdüğü itirazı ciddiye aldı ve yanıtlamaya çalıştı. Ancak cevabı nitelikseldi ve paradoks çözülmeden kaldı. Dolanıklığın gerçekliği, herhangi bir doğrudan deneysel destekten yoksun bir fikir meselesi olarak kaldı. Aslına bakarsanız, EPR deneyi o zamanlar pratik olarak mümkün değildi.

Girişiminin önünde iki büyük engel vardı. Bir yandan teknik araçlar yetersizdi; diğer yandan (ve esas olarak), elde edilen verileri nicel kriterlerle doğrudan ölçmenin etkili bir yolu yok gibi görünüyordu.

Her iki sistemin de eşzamanlılığı, her ne anlam yüklenirse yüklensin, ancak ışık hızının sınırları içinde iki uzak ölçümün karşılaştırılmasıyla gözlemlenebilirdi. Eşzamanlılığın etkisi nedensel olamaz ve bilgi iletemez (ki bu aynı anlama gelir). Dolayısıyla bu özellik, hiçbir bilginin ışık hızından daha hızlı hareket edemeyeceğini söyleyen görelilik teorisi ile uyumludur .

çan eşitsizlikleri

1964'te İrlandalı fizikçi John Stewart Bell , EPR deneylerinin nicel ve ölçülebilir etkilerini gösteren bir makale yayınladı . Bunlar ünlü Bell eşitsizlikleridir . Bu eşitsizlikler, göreceli nedenselliğe tam olarak uyan sistemler arasındaki korelasyonları ölçerek doğrulanması gereken nicel ilişkilerdir . Bu eşitsizliklerin herhangi bir ihlali, anlık uzaktan etkiye izin verecektir.

Bu eşitsizlikler, fizikçilerin EPR deneylerini engelleyen iki engelden birini ortadan kaldırmasına izin verdi. Ancak 1964'te, mevcut teknik araçlar, deneyin fiili girişimi için hala yetersizdi.

İlk Bell eşitsizlik testleri

EPR deneyleri, 1969'da bir makale teknik fizibilitelerini gösterdiğinde akla yatkın hale geldi.

Bu makalenin ardından, Harvard ve Berkeley üniversiteleri 1972'de deneysel bir protokol oluşturdu ve deneylere öncülük etti. Sonuçlar çelişkiliydi: Harvard, Bell eşitsizlikleriyle uyum (ve dolayısıyla kuantum fiziğinin tahminleriyle bir çelişki) gözlemledi, oysa Berkeley'in sonuçları ihlal edildi. Bell'in eşitsizlikleri (ve dolayısıyla doğrulanmış kuantum fiziği).

Bu deneyler, özellikle günlerce sürekli deney gerektiren, güvenilmez ve verimsiz bir dolaşık parçacık kaynağından zarar gördü. Ancak, özellikle bu kadar hassas deneyler için, sabit kontrollü deney koşullarının bu kadar uzun süreler boyunca sürdürülmesi son derece zordur. Bu nedenle her iki sonuç da şüpheliydi.

1976'da aynı deney Houston'da daha iyi ve daha üretken bir dolaşık foton kaynağı kullanılarak tekrarlandı ve bu da deneyin süresinin 80 dakikaya düşürülmesine izin verdi. Buna karşılık, fotonlar optimal olarak polarize edilmemiş ve böylece Bell eşitsizliklerinin net bir şekilde ortaya çıkmasını engellemiştir. Deney, kesin bir cevap oluşturamayacak kadar zayıf olmasına rağmen, yine de Bell'in eşitsizliklerinin ihlal edildiğini ortaya çıkardı.

Ek olarak ve esas olarak, bu deneyler, bazı klasik, ışıktan daha yavaş etki veya iki parçacık arasında yayılan sinyal nedeniyle (Bell'in eşitsizliklerinin ihlalini gerektiren) korelasyon olasılığını geçersiz kılacak kadar ayrıntılı değildi.

Sonunda, bu deneylerde kullanılan deneysel şema, John Bell'in eşitsizliklerini göstermek için kullandığı "ideal" şemadan çok uzaktı: bu nedenle, Bell eşitsizliklerinin bu tür deneylerde olduğu gibi uygulanabileceğine dair hiçbir kesinlik yoktu.

Aspect'in deneyleri (1980-1982)

1975'te, Bell'in eşitsizliklerini ihlal etmeye ve kuantum dolaşıklığının doğruluğunu doğrulamaya dayanan belirleyici bir deney hala eksik olduğundan, Alain Aspect bir makalesinde reddedilemeyecek kadar titiz bir deney önerdi: Kuantum mekaniğinin ayrılamazlığını test etmek için önerilen deney ,.

Alain Aspect deneyini mümkün olduğunca belirleyici olacak şekilde belirtti. Yani:

• Dolanık parçacıkların kaynağı, deneyin süresini kısaltmak ve Bell'in eşitsizliklerinin mümkün olduğunca açık bir şekilde ihlal edilmesini sağlamak için mükemmel olmalıdır.
• Ölçümlerde korelasyon göstermeli, ancak aynı zamanda bu korelasyonların gerçekten bir kuantum etkisinin (ve dolayısıyla anlık bir etkinin) sonucu olduğunu ve iki parçacık arasındaki klasik ışıktan daha yavaş etkisinin olmadığını göstermelidir.
• Deneysel şema, John Bell'in eşitsizliklerini göstermek için mümkün olduğunca yakından eşleşmelidir, böylece ölçülen ve tahmin edilen sonuçlar arasındaki uyum mümkün olduğunca önemli olur.

John Bell'in "ideal" planının hatırlatıcısı

Yukarıdaki çizim, John Bell'in eşitsizliklerini gösterdiği temel şemayı temsil etmektedir: dolaşık fotonların bir kaynağı S aynı anda iki foton yayar ve her iki fotonun durum vektörü şöyle olacak şekilde polarizasyonu hazırlanmış fotonlar: ${\görüntüleme stili \nu 1}$${\görüntüleme stili \nu 2}$

${\displaystyle |\psi (\nu 1,\nu 2)\rangle ={1 \over {\sqrt {2}}}\left\{\left|\uparrow ,\uparrow \right\rangle +\left| \rightarrow ,\rightarrow \sağ\rangle \sağ\}}$

Bu formül basitçe fotonların üst üste binmiş durumda olduğu anlamına gelir : ikisi de eşit olasılıkla dikey, yatay veya doğrusal polaritededir.

Bu iki foton daha sonra her biri yapılandırılabilir bir ölçüm açısına sahip olan iki polarizör P1 ve P2 kullanılarak ölçülür: α ve β. Her bir polarizörün ölçümünün sonucu, ölçülen polarizasyonun polarizörün ölçüm açısına paralel veya dik olmasına göre (+) veya (-) olabilir.

Dikkate değer bir husus, bu ideal deney için tasarlanan polarizörlerin hem (-) hem de (+) durumlarında ölçülebilir bir sonuç vermesidir. Tüm gerçek polarizörler bunu yapamaz: örneğin bazıları (+) durumunu algılar, ancak (-) durumunda hiçbir şeyi algılayamaz (foton asla polarizörü terk etmez). İlk deneyler (yukarıda açıklanmıştır) ikinci tür polarizörü kullanmıştır. Alain Aspect'in polarizörleri her iki senaryoyu da çok daha iyi algılayabilir ve bu nedenle ideal deneye çok daha yakındır.

Fotonlara verilen aparat ve ilk polarizasyon durumu göz önüne alındığında, kuantum mekaniği polarizörlerde (+,+), (−,−), (+,−) ve (−,+) ölçüm olasılıklarını tahmin edebilir. (P1,P2), (α,β) açılarına göre yönlendirilir. Hatırlatma olarak:

${\displaystyle P_{++}(\alpha ,\beta )=P_{--}(\alpha ,\beta )={1 \over 2}\cos ^{2}(\alpha -\beta )}$

${\displaystyle P_{+-}(\alpha ,\beta )=P_{-+}(\alpha ,\beta )={1 \over 2}\sin ^{2}(\alpha -\beta )}$

|α−β| için Bell eşitsizliklerinin maksimum ihlali tahmin ediliyor. = 22,5°

Deneysel kurulumun açıklaması

Alain Aspect (fizikçiler Philippe Grangier, Gérard Roger ve Jean Dalibard'ın dikkate değer işbirliğiyle ) 1980 ve 1982 yılları arasında giderek daha karmaşık hale gelen birkaç deney kurdu.

Burada sadece 1982'de gerçekleşen ve ilk spesifikasyonlara en yakın olan en karmaşık deneyi anlatılacaktır.

foton kaynağı

Bell'in eşitsizliklerini test eden ilk deneyler, düşük yoğunluklu foton kaynaklarına sahipti ve tamamlanması sürekli bir hafta gerektirdi. Alain Aspect'in ilk geliştirmelerinden biri, bir foton kaynağının birkaç kat daha verimli kullanılmasından ibaretti. Bu kaynak, saniyede 100 fotonluk bir algılama hızına izin verdi, böylece deneyin uzunluğunu 100 saniyeye kısalttı .

Kullanılan kaynak , bir kripton lazer ile uyarılan bir kalsiyum ışınımlı kaskaddır.

Ayarlanabilir oryantasyon değişkenli ve uzak konumda polarizörler

Bu deneyin ana noktalarından biri, P1 ve P2 ölçümleri arasındaki korelasyonun "klasik" etkilerin, özellikle deneysel eserlerin sonucu olmadığından emin olmaktı.

Örnek olarak, P1 ve P2 sabit α ve β açılarıyla hazırlandığında, bu durumun akım veya kütle döngüleri veya diğer bazı etkiler yoluyla parazitik korelasyonlar ürettiği tahmin edilebilir. Nitekim, her iki polarizör de aynı düzeneğe aittir ve deneysel cihazın çeşitli devreleri aracılığıyla birbirini etkileyebilir ve ölçüm üzerine korelasyonlar oluşturabilir.

O zaman, polarizörlerin sabit yöneliminin, foton çiftinin yayıldığı durumu şu ya da bu şekilde etkilediği düşünülebilir. Böyle bir durumda, ölçüm sonuçları arasındaki korelasyonlar , emisyonları üzerine fotonların içindeki gizli değişkenlerle açıklanabilir . Alain Aspects bu gözlemlerden John Bell'in kendisine bahsetmişti.

Bu tür etkileri dışlamanın bir yolu, polarizörlerin son anda (fotonlar yayınlandıktan sonra ve tespit edilmeden önce) (α,β) yönelimini belirlemek ve onları birbirlerinden yeterince uzakta tutmaktır. herhangi birine ulaşmaktan gelen herhangi bir sinyal.

Bu yöntem, emisyon sırasında polarizörlerin oryantasyonunun sonuç üzerinde hiçbir etkisi olmadığını garanti eder (çünkü emisyon sırasında oryantasyon henüz belirlenmemiştir). Ayrıca polarizörlerin birbirlerinden çok uzak olmaları nedeniyle birbirlerini etkilememelerini sağlar.

Sonuç olarak, Aspect'in deney düzeneği, kaynaktan 6 metre ve birbirinden 12 metre uzaklıkta bulunan P1 ve P2 polarizörlerine sahiptir. Bu kurulumla, fotonların emisyonu ile algılanması arasında sadece 20 nanosaniye geçer. Bu son derece kısa süre boyunca, deneyci polarizörlerin yönelimine karar vermek ve sonra onları yönlendirmek zorundadır.

Bir polarizörün oryantasyonunu böyle bir zaman aralığında değiştirmek fiziksel olarak imkansız olduğundan, iki polarizör - her bir taraf için bir tane - kullanılmış ve farklı yönlere önceden yönlendirilmiştir. Bir polarizöre veya diğerine rasgele yönlendirilmiş yüksek frekanslı bir şant. Kurulum, rastgele eğimli bir polarizasyon açısına sahip bir polarizöre karşılık geldi.

Yayılan fotonların eğilmeyi tetiklemesi de mümkün olmadığından, polarizörler her 10 nanosaniyede bir (foton emisyonu ile asenkron olarak) periyodik olarak şant yaptılar, böylece sevk cihazının fotonun emisyonu ile tespiti arasında en az bir kez eğilmesini sağladı.

İki kanallı polarizörler

1982 deneyinin bir diğer önemli özelliği, (+) ve (-) durumlarında ölçülebilir bir sonuç sağlayan iki kanallı polarizörlerin kullanılmasıydı. Aspect'in deneyine kadar kullanılan polarizörler durumu (+) algılayabilir, ancak durumu (-) algılayamaz. Bu tek kanallı polarizörlerin iki büyük sakıncası vardı:

• Durumu (-) bir deney hatasından ayırt etmek zordu.
• Titizlikle kalibre edilmeleri gerekiyordu.

Aspect'in deneyinde kullandığı iki kanallı polarizörler bu iki rahatsızlıktan kaçındı ve eşitsizlikleri hesaplamak için doğrudan Bell'in formüllerini kullanmasına izin verdi.

Teknik olarak, kullandığı polarizörler, bir polariteyi ileten ve diğerini yansıtan, bir Stern-Gerlach cihazını taklit eden polarize küplerdi .

deney sonuçları

Bell'in eşitsizlikleri, dedektörlerin bağıl açısına göre iki dedektör arasındaki bağıntı sayısının (++ veya --) teorik bir eğrisini oluşturur . Eğrinin şekli, Bell'in eşitsizliklerinin ihlalinin karakteristiğidir. Ölçülerin eğrinin şekline uyması, niceliksel ve niteliksel olarak, Bell'in eşitsizliklerinin ihlal edildiğini belirler. ${\görüntüleme stili (\alfa -\beta )}$

Aspect'in deneyleri, kuantum fiziğinin Kopenhag yorumunu öngördüğü gibi, ihlali açık bir şekilde doğruladı ve böylece Einstein'ın kuantum mekaniği ve yerel gizli değişken senaryoları konusundaki yerel gerçekçi bakış açısını baltaladı . Onaylanmaya ek olarak, ihlal, kuantum mekaniğinin tam olarak öngördüğü şekilde , 242 standart sapmaya kadar istatistiksel bir anlaşma ile doğrulandı .

Deneyin teknik kalitesi, deneysel eserlerden titizlikle kaçınılması ve yarı-mükemmel istatistiksel anlaşma göz önüne alındığında, bu deney, bilimsel topluluğu genel olarak kuantum fiziğinin Bell'in eşitsizliklerini ihlal ettiğine ve sonuç olarak kuantum fiziğinin yerel olmadığına ikna etti .

Deneyin sınırları

Sonuçlardan sonra, bazı fizikçiler haklı olarak Aspect'in deneyindeki kusurları aramaya ve eleştirilere direnmek için onu nasıl geliştirebileceklerini bulmaya çalıştılar.

Kuruluma karşı bazı teorik itirazlar ileri sürülebilir:

• şant salınımlarının yarı-periyodik yönü, deneyin geçerliliğini engeller, çünkü iki yönlendirmeden kaynaklanan yarı-senkronizasyon yoluyla korelasyonları indükleyebilir;
• korelasyonlar (+,+), (-,−) vb. algılama anında gerçek zamanlı olarak sayıldı. Her bir polarizörün iki (+) ve (-) kanalı bu nedenle fiziksel devrelerle bağlanmıştır. Bir kez daha, korelasyonlar indüklenebilir.

Akla gelebilecek herhangi bir indüklenmiş korelasyon olasılığını ortadan kaldıracak ideal deney şunları yapmalıdır:

• tamamen rastgele manevra kullanın;
• (+) veya (-) sonuçları, iki taraf arasında herhangi bir fiziksel bağlantı olmadan cihazın her iki tarafına kaydedin. Korelasyonlar, deneyden sonra, her iki tarafın kaydedilen sonuçları karşılaştırılarak hesaplanacaktır.

Deneyin koşulları da bir algılama boşluğundan muzdaripti .

Son deneyler

Yukarıda bahsedilen boşluklar ancak 1998'den itibaren çözülebildi. Bu arada, Aspect'in deneyi yeniden yapıldı ve Bell'in eşitsizliklerinin ihlali, 100 standart sapmaya kadar istatistiksel bir kesinlik ile sistematik olarak doğrulandı .

Einstein'ın bir EPR çifti üzerinde iki birleşik değişkeni (konum ve hareket miktarı gibi) ölçmeyi hayal ettiği EPR paradoksunun orijinal ruhuna yaklaşmak için , Bell'in eşitsizliklerinin kutuplaşma dışındaki diğer gözlemlenebilirlerle ihlallerini test etmek için başka deneyler yapıldı . Bir deney, bir kez daha kuantum mekaniğini doğrulayan birleşik değişkenleri (zaman ve enerji) tanıttı.

1998'de Cenevre deneyi, İsviçre optik fiber telekomünikasyon ağı kullanılarak 30 kilometre arayla yerleştirilmiş iki dedektör arasındaki korelasyonu test etti. Mesafe, polarizörlerin açılarını değiştirmek için daha fazla zaman verdi. Bu nedenle tamamen rastgele bir şant yapmak mümkün oldu. Ek olarak, iki uzak polarizör tamamen bağımsızdı. Ölçümler her iki tarafta kaydedildi ve deneyden sonra her ölçümün bir atomik saat kullanılarak tarihlendirilmesiyle karşılaştırıldı. Bell'in eşitsizliklerinin ihlali bir kez daha doğrulandı ve katı ve pratik olarak ideal koşullar. Aspect'in deneyi, varsayımsal bir koordinasyon sinyalinin c'den iki kat daha hızlı hareket ettiğini ima ettiyse , Cenevre'ninki 10 milyon kez c'ye ulaştı .

2000 yılında Boulder'da çok verimli bir korelasyona dayalı algılama yöntemi kullanılarak tuzaklanmış iyon dolaşması üzerine bir deney yapıldı . Tespitin güvenilirliği, tespit edilen tüm korelasyonlar onları ihlal etmese de, deneyin bütün olarak Bell'in eşitsizliklerini ihlal etmesi için yeterli olduğunu kanıtladı.

2001 yılında Cenevre denemelere katılmıştı Nicolas Gisin dahil Antoine Suarez ekibi, uygun, onları referans kareler boyunca olayların sırasını tersine çevirmek için izin aynalar veya hareket halinde dedektörleri kullanarak deney çoğaltılabilir özel görelilik (bu tersine çevirme yalnızca herhangi bir nedensellik ilişkisi olmayan olaylar için mümkündür). Hızlar, bir foton yansıdığında veya yarı saydam aynayı geçtiğinde, diğer foton aynaya bağlı referans çerçevesinin bakış açısından zaten geçmiş veya yansıtılmış olacak şekilde seçilir. Bu, ses dalgalarının yarı saydam aynalar rolünü oynadığı "sonradan" bir konfigürasyon.

Test edilen başka bir konfigürasyon, her fotonun hareketli bir dedektör tarafından alınmasına izin verir, böylece bu dedektörün referans çerçevesinde, diğer foton, çaprazlanmış veya yansıtılmış olsun veya olmasın ("önce-önce" konfigürasyonu) henüz tespit edilmemiştir. Bell'in eşitsizlikleri bu deneyde özellikle ihlal edilmiştir.

Çözüm

Günümüzde (2018'de) kuantum fiziğinin Bell'in eşitsizliklerini ihlal ettiği açıkça tespit edilmiştir. Bell'in eşitsizliklerinin ihlali, Bell'in eşitsizliklerinin ihlali sona erdiğinde bir casusun varlığının tespit edildiği bazı kuantum kriptografi protokolleri için de kullanılır .

Kuantum mekansızlığı ve dolaşıklığı bu nedenle kabul edilmelidir.

Aspect'in deneyi göreli nedenselliğe meydan okuyor mu?

Bu soru, "bir kuantum nesnesi, dolaşmış olduğu başka bir nesnenin durumuna anında bağlı olan bir durum sunar" şeklindeki yaygın anlayışla ortaya çıkar. Bu "yerel olmayan etki" tanıtımı, popüler bilim dergilerinde sıklıkla kullanılır, ancak aynı zamanda (kasıtlı olarak) Alain Aspect'in kendisi veya Bernard d'Espagnat gibi gerçekçiliğe bağlı bazı bilim adamları tarafından da kullanılır .

O zaman üç olasılık varlığını sürdürür:

• Birincisi, deneycilerin "makroskopik" mantığımızdan türetilen bir açıklamaya atıfta bulunmadan, yalnızca deneye uygun sonuçları olan hesaplamaları kullanması gerektiğidir. Kopenhag yorumundan ödünç alınan bu yaklaşım, fizikçiler arasında en çok tanınanıdır. EPR fenomeninin hiçbir açıklamasının doğrulamalara veya ölçülebilir tahminlere yol açmadığı gerçeğine dayanmaktadır. Sonuç olarak, çoğu fizikçi bu deneyin açıklamalarının bilim alanının dışında kaldığını düşünür (bkz. Karl Popper'ın yanlışlama kriteri ). Çoğu açıklama aslında teorik formalizasyondan yoksundur ve bunlar ölçülebilir doğrulamalar önermeyi ihmal etmeyenlerdir. Bir ampirik yaklaşım Burada oynayan nedenle olduğunu ve bilimsel alanın dışında herhangi slayt kaçınarak amaçlamaktadır. İşlerinde Undivided Evren: Kuantum Teorisi Bir Ontolojik Yorumlanması , fizikçiler David Bohm ve Basil Hiley asılsız olduğu yerel-olmama ilkesine itirazları düşünün. Bohm ve Hiley, yerel olmayanın kabulünü herhangi bir verili nesnenin bilimsel izolasyonu ve gözlemlenmesine bir engel olarak görenlere yanıt olarak, makroskopik dünyada bu bilimin mümkün olduğunu, çünkü yerel olmayanın etkilerinin mümkün olmadığını savunuyorlar. önemli : yorumlama, "gerçek bilimsel çalışma" için gerekli olanla tam olarak aynı derecede sistem ayrılabilirliğine izin verir. Özel görelilik teorisini yerel olmama ile eşleştirmek (bkz. EPR paradoksu ) daha karmaşık bir meseledir, ancak Bohm, John Stewart Bell gibi , sinyal iletiminin yerel olmama kavramında geçerli olan şey olmadığına işaret eder. .

Bohm ve Hiley, Bell gibi, yerel olmayanın reddinde bilimsel dışındaki faktörleri görüyorlar:

John Bell: CERN'de Ders (1990).

Hiley ve Bohm: Mekansızlık kavramına yapılan itirazlar üzerine. (1993)

[] Uzaktan ürkütücü eylem fikri fizikçiler için itici. Bir saatim olsaydı, seni Newton, Einstein, Bohr ve diğer tüm büyük adam alıntılarıyla doldururdum. Burada bir şeyler yaparak uzak bir durumu değiştirebilmenin ne kadar düşünülemez olduğunu söylerdim. Kuantum mekaniğinin kurucu babalarının, Einstein'ın uzaktan eylemi dışlama gerekliliği konusundaki argümanlarına gerçekten ihtiyaç duymadıklarını düşünüyorum, çünkü başka bir yere bakıyorlardı. Determinizm ya da uzaktan eylem fikri onlar için o kadar iticiydi ki bakışlarını başka yöne çevirdiler. Bu bir gelenek ve bazen hayatta yeni gelenekler öğrenmeyi öğrenmeliyiz. Ve öyle olabilir ki, uzaktan eylemi çok fazla kabul etmemeliyiz, ancak "uzaktan eylem yok" un yetersizliğini kabul etmeliyiz.

[Yerdışılığa yapılan itirazlar] az çok modern bilimle birlikte gelişen bir önyargı düzenine benziyor. [...] Bilimin gelişiminin ilk aşamalarında, ilkel hurafeler ve büyü kavramları olarak algılanabilecek şeyleri bırakmak için uzun bir tartışma vardı. Yerel olmama, açıkça anahtar bir kavramdı. Modern kültürün yüzeyinin altında yatan, bizi mantıksız düşünceler olarak algılananlardan koruyan bent kapaklarını yeniden açan yerelliksizlik fikrine dair köklü bir korku kalabilir. Öyle olsaydı bile, yerel olmayana karşı geçerli bir argüman olmazdı.

• İkinci olasılık, dolaşıklığın bir etkileşime tabi tutulan iki nesneyi "birleştirmesidir": iki nesne, uzamsal mesafelerine rağmen "bir" olarak kalır ("Bernard d'Espagnat'ın yerel olmayışı "). Bu uzaklaşma, gerçekte zamansal bile olabilir: temelde uzamsal-zamansaldır. Henüz, bu sonucun bir açıklaması veya yorumundan ziyade deney sonucu olarak kabul edilen bir açıklama yoktur. Deneysel olguları açıklamayı amaçlayan bu yaklaşım rasyonalistlerin yaklaşımıdır .
• Üçüncüsü, nedensellik anlayışımızı değiştirmekten ve klasik filozofların "teleolojik" " nihai nedeni " ile özümsenemeyecek olan geriye dönük bir nedensellik (gelecekten geçmişe nedensel bir akış) ilkesini kabul etmekten ibarettir . Olayları bir amaca göre yönlendirecek kimse yoktur: geriye doğru nedenselliğin doğası, bizim anladığımız şekliyle nedensellik ile aynıdır (klasik filozofların ("etkin nedensellik"), zamana göre geriye doğru akması ve kendisini "ekleyebilmesi" dışında. "klasik" nedenselliğe. Bu yorum, zamanın tersinmez doğasının yalnızca makroskopik ölçekte doğru olmasını gerektirir (termodinamiğin ikinci yasası ). Zaman okunun kendisine göre parçacık fiziğinin simetrilerinde yazılı olduğuna işaret eden fizikçi ve filozof Étienne Klein gibi çok sayıda fizikçi bu fikre karşı çıkıyor . Bu yorum, deneyin ezoterik yorumlarını geliştirenler ve onu parapsikolojik fenomenler yapmak için kullananlar arasında bir dereceye kadar başarılıdır (bilim camiasında tartışmalı, özellikle önsezi . Olivier Costa de Beauregard bu tür tezleri savunmasıyla ünlüdür.) Ancak bu yorum bariz bir şekilde onlar en sık yapılmıştır olarak denemenin sonuçlarını çelişmektedir: Dünya çizgisi "P1 ölçümü" ve "P2 ölçümü" bağlama olayları arasında uzay- bir eğrilik olan uzay . Nitekim, bu deneylerde gözlemlenen bağıntıların olası bir alternatif yorumunu çürütmek için, deneycilerin, göreli "nedenselliğin" bu sonuçları en azından kısmen açıklayamadığını, şu tür senaryolarla birlikte göstermek zorundaydılar: foton , hangi rölativistik süreçle olursa olsun, fotonun ilk ölçümden sonra kuantum durumunun bilgisini verir ..." Bununla birlikte, deneycilerin tüm göreli "nedensel" açıklamaları ortadan kaldırmaya yönelik önlemlerinin, hakim görüşe göre, aynı zamanda herhangi bir "geriye-nedensel" açıklamayı da ortadan kaldırdığı gayet açıktır. Son olarak, önde gelen anlayışın takipçileri için, bu tür bir anlayış varsayımsal bir yorumdur ve mevcut deneylere gerçekten atıfta bulunmaz. Onlara göre bilimin, hatta sözde bilimin sınırında yorumlara yol açar ve kuantum fiziğini ait olmadığı bir tartışmaya dahil eder.${\görüntüleme stili \nu 1}$${\görüntüleme stili \nu 2}$

Hiçbir fizikçi, genel olarak EPR deneyinin ve özel olarak Aspect'in deneyinin sonuçlarının -kuantum mekaniğinin Kopenhag yorumuyla mükemmel bir uyum içinde- hiçbir şekilde, hiçbir enerji formunun (madde veya kuvvet) göre olmadığı görelilik ilkesine meydan okuduğuna inanmaz. ) ve bu nedenle hiçbir kullanılabilir bilgi, ışık hızından daha hızlı seyahat edemez ve sonuç olarak, türetilmiş göreceli nedensellik ilkesine meydan okumaz. Kuantum dolaşıklığın bilgiyi bir uzay-zaman noktasından diğerine anında iletmek için kullanılamayacağı kolayca kanıtlanabilir. İlk parçacıkta ölçülen sonuçlar rastgeledir; diğer parçacık üzerinde bu ölçümlerin neden olduğu durum değişiklikleri -kuantum mekaniğinin Kopenhag yorumuna ve Aspect'in deneyinin sonuçlarına göre anlık olabileceği gibi- ikinci parçacığa göre de görünüşte rastgele olan ölçüm sonuçlarına yol açar: kullanılabilir bilgi yok ölçüm üzerine ayrı ayrı elde edilebilir ve iki serinin sonuçları karşılaştırılmadığı sürece korelasyonlar saptanamaz kalır. Bu tür bir deney, bu bağıntıların saptanması için gerekli bilgiyi iletmek için göreli anlamda "klasik" bir sinyale olan kaçınılmaz ihtiyacı göstermektedir. Bu sinyal olmadan hiçbir şey iletilemez. Göreliliğin temel ilkesini yeniden doğrulayan bilgi aktarım hızını belirler. Sonuç olarak, rölativist nedensellik ilkesi, EPR deneylerinin sonuçlarıyla mükemmel bir şekilde uyumludur.

Ayrıca bakınız

• süperdeterminizm

Notlar ve referanslar

bibliyografya

• Bernard d'Espagnat, Traité de physique et de philosophie , Fayard ISBN  2-213-61190-4 (Fransızca). Bkz. bölüm 3. Ayrılamazlık ve Bell teoremi.
• Bernard d'Espagnat, À la recherche du réel , Bordas ISBN  2-266-04529-6 (Fransızca).
• Bernard d'Espagnat, Étienne Klein, Saygılarımızla sur la matière ISBN  2-213-03039-1 (Fransızca). Bölüm VIII'e bakın. İlişkili çiftlerin ayrılamazlığı.

Dış bağlantılar

• Orsay'deki Institut d'Optique (Fransızca) araştırma başkanı Alain Aspect tarafından kuantum optiği üzerine video konferans (17 dakika ).
• Kuantum Felsefesi Merkezi