Закрытие лазейки «свободы воли» в теореме Белла

По мнению ученых, эксперимент может протестировать 50-летнюю теорему для определения, основана ли наша Вселенная на законах классической физики или менее ощутимых вероятностях квантовой физики.

Физик Джон Белл написал в 1964 году, что, если Вселенная основана на классической физике, измерение одной запутанной частицы не должно влиять на измерение другой, что представляет собой известную теорию локальности. Физик создал математическую формулу для локальности, и представил сценарии, которые нарушают эту формулу, показывая предсказания квантовой механики.

Ученые тестировали теорему Белла путем измерения свойств запутанных квантовых частиц в лаборатории. Эти эксперименты показали, что эти частицы коррелируют сильнее, чем можно было бы ожидать в соответствии с законами классической физики.

Физики также определили несколько лазеек в теореме Белла, предполагая, что в то время как результаты этих экспериментов поддерживают квантовую механику, они могут отражать неизвестные "скрытые параметры", которые создают иллюзию квантовой механики, но на самом деле объясняются лучше в терминах классической физики.

Две основных лазейки были закрыты, но третья осталась, которую физики называют "регулирующейся независимостью" или "свобода воли". Эта лазейка предлагает, что настройки детектора частиц могут "подговорить" события в общем прошлом детекторов, это подразумевает, что физик, работающий над экспериментом, не имеет полной свободы воли при выборе настроек каждого из детекторов.

Команда MIT предлагает эксперимент, чтобы закрыть эту третью лазейку путем определения параметров детектора частиц, используя удаленные квазары, которые сформировались миллиарды лет назад. По существу, если два квазара на противоположных сторонах неба находились на достаточном расстоянии друг от друга, они вышли бы из причинно-следственного контакта с момента Большого взрыва 14,6 миллиардов лет назад.

В ходе эксперимента, детектор будет измерять свойства одной частицы, а другой детектор сделает то же самое в отношении другой частицы. Сразу после этого частицы генерируются, и ученые используют телескопические наблюдения далеких квазаров для определения свойств, какие каждый детектор измерит у соответствующей частицы. Первый квазар определит параметры для обнаружения первой частицы, второй квазар сделает то же самое для второй частицы.

Физик Майкл Холл (Michael Hall), который не был частью исследования, говорит, что предложение команды – это первый подробный анализ того, как эксперимент можно провести на практике, используя современные технологии.