研究人员建议使用遥远的Quasars来测试贝尔的定理

艺术家对ULAS J1120 + 0641的解释，一个非常遥远的Quasar。图像：ESO / M。康姆瑟（Kornmesser）

研究人员团队提出了使用从因果断开连接的宇宙源的光子来将探测器设置在贝尔不平等的实验测试中的实用方案。

在一份新论文中，麻省理工学院研究人员提出了一个实验，可能会关闭贝尔不平等的最后一个主要漏洞 - 一个50岁的定理，如果经验侵犯，那将意味着我们的宇宙不是基于古典物理教科书法，但在量子力学的较低有形概率上。

这种量子视图将允许看似违反直觉的现象，例如缠结，其中一个颗粒的测量即使那些缠结的颗粒位于宇宙的相对端也是如此。在其他事情之外，纠缠 - Quantum特征Albert爱因斯坦怀疑被称为“距离幽灵动作” - 似乎表明纠缠颗粒可以立即相互影响，比光速更快。

1964年，物理学家John Bell在古典物理和量子力学之间采取了这种看似的差异，说明了，如果宇宙基于古典物理学，则一个缠绕的粒子的测量不应影响另一个的测量 - 一种理论，称为地方性，其中有一个限制是如何相关的两种颗粒。贝尔设计了用于局部性的数学公式，并呈现违反该公式的场景，而是按照对量子力学的预测之后。

从那时起，物理学家通过测量实验室中缠绕量子颗粒的性质来测试贝尔的定理。基本上所有这些实验都表明，这种颗粒的相关性比在古典物理学规律下的预期更强烈 - 支持量子力学的结果。

然而，科学家们还发现了贝尔定理中的几个主要漏洞。这些表明，虽然这种实验的结果可能似乎可以支持量子力学的预测，但它们实际上可能反映出了普通结果的错觉的未知“隐藏变量”，但仍然可以以古典术语解释。

虽然已经关闭了两大漏洞，但第三个遗体;物理学家将其称为“设定独立性”或更挑衅的“自由意志”。这种漏洞提出了一种粒子检测器的设置可以在探测器本身的共同因果移到过去中“密谋”，以确定要测量的粒子的哪个性质 - 这是一种情况，无论远足，都意味着运行实验的物理学家选择每个探测器的设置没有完整的自由意志。这种场景将导致偏置测量，表明两个颗粒与实际的颗粒相比大得多，并且比古典物理学给出量子力学的重量更多。

“这听起来很令人毛骨悚然，但人们意识到它尚未关闭的逻辑可能性，”物理系科学和高级讲师历史教授MIT的David Kaiser说，Mit的David Kaiser。“在我们开始跳跃的时候，Quantum理论的方程告诉我们，世界上是不可避免的疯狂和奇怪的，我们已经关闭了每一个可以想象的逻辑漏洞，即使我们今天所知道的世界似乎不合理吗？”

现在凯撒和芝加哥大学的MIT Postdoc Andrew弗里德曼和Jason Gallicchio一起提出了通过确定宇宙中最古老的光线的粒子探测器的设置来关闭这一第三漏洞的实验：遥远的Quasars或Galactic Nuclei，数十亿多年前。

基本上，这个想法是，如果天空对面两侧的两种泉拉彼此足够遥远，因此自大约14亿年前的大爆炸以来，他们将出现因因果关系而没有任何第三方沟通的方法与宇宙开始以来的两个 - 一个用于确定每个粒子检测器的设置的理想场景。

随着凯撒解释它，实验将是这样的：实验室设置将由颗粒发生器组成，例如吐出缠绕缠结颗粒对的放射性原子。一个检测器测量粒子A的性质，而另一个检测器对颗粒B具有相同的探测器。在产生颗粒之后的分裂秒，但是在探测器之前，科学家们将使用远处代码的伸缩观察来确定每个检测器的特性将测量相应的粒子。换句话说，准确地确定检测粒子A的设置，并且标准B设置粒子B的检测器。

研究人员称，因为每个探测器的设置由自宇宙开始以来没有通信或共享历史的来源确定，这些探测器几乎不可能与他们共享过去的任何东西有关，以提供偏见的测量;因此，实验设置可以关闭“自由意志”漏洞。如果经过这种实验设置的多次测量，科学家发现颗粒的测量结果与古典物理法预测的颗粒的测量相比，Kaiser说，然后宇宙如我们看到它必须基于量子力学。

凯撒说：“我认为这是逻辑上的前沿，逻辑上的前沿，逻辑上的前沿，这是逻辑上的前沿所说的，这是一个令人印象深刻的积累实验证据和说出这一证据的解释，称世界受到量子力学的管辖。”

现在研究人员提出了一种实验方法，他们希望其他人将使用远处的Quasars的观察来执行实际实验。

物理学家Michael Hall说，虽然使用从遥远来源的遥远来源的想法不是一个新的，但是本集团的论文说明了使用当前技术在实践中进行这种实验的首次详细分析。

“这是澳大利亚格里菲斯大学普通动态中心研究员的一切努力关闭漏洞的一步。”“我相信在进行这样的实验中会有很大的兴趣，将宇宙距离与微观量子效应相结合 - 并且最有可能涉及量子物理学家和天文学家之间的不寻常的协作。”

“起初，我们不知道我们的设置是否需要未来派空间卫星的星座，或在月球的黑暗面上的1000米望远镜，”弗里德曼说。“所以我们在发现我们惊讶的时候自然很高兴，我们的实验在现实世界中具有目前的技术，并且对于我们实际上希望在未来几年内发生的实际上发生的合作者有趣。”

添加了Kaiser，“我们说，'让我们打破 - 让我们使用自大爆炸以来的宇宙的历史。它真正可行的是非常令人兴奋的。“

这项研究是由美国国家科学基金会资助的。

出版物：接受物理审查信

研究报告的PDF副本：用宇宙光子测试贝尔的不平等：关闭设置 - 独立漏洞

图像：ESO / M。康姆瑟（Kornmesser）