ベルまたは CHSH (クラウザー・ホーン・シモニー・ホルト) 不等式の検定は、特に局所性と実在性に関する量子力学の基本原理を調査する上で重要な役割を果たします。ベル不等式または CHSH 不等式の違反は、量子力学の予測が局所性と実在性の両方に固執する局所隠れ変数理論では説明できないことを示唆しています。ただし、量子力学の性質に対するこれらの違反の影響を理解するには、局所性と実在性の概念をさらに深く掘り下げることが不可欠です。
物理学における局所性とは、遠く離れた出来事が空間的に分離されている場合、それらが互いに直接影響を与えることはできないという考えを指します。これは、情報が光速よりも速く伝わることはできないことを意味します。一方、実在論は、物理システムは観察や測定とは無関係に明確に定義された特性を持っていると仮定します。ベルまたは CHSH 不等式の違反は、これらの原則、局所性または実在性の少なくとも 1 つが量子の世界では支持されていないことを示しています。
ベルまたは CHSH 不等式が実験で違反される場合、それは量子力学が古典物理学では説明できない遠く離れた粒子間の相関を許容していることを意味します。もつれとして知られるこれらの相関は量子力学の特徴であり、多くの研究で実験的に検証されています。絡み合った粒子は強い相関関係を示し、粒子間の距離に関係なく、一方の粒子の測定によりもう一方の粒子の状態が瞬時に決定されます。
Bell または CHSH 不等式の破れは、これらの相関関係が、粒子の挙動を決定する粒子の事前に決定された特性の存在を前提とする局所隠れ変数理論で説明できるものよりも強いことを示しています。対照的に、量子力学は、粒子は測定前には明確な特性を持たず、粒子の挙動は本質的に確率的であることを示唆しています。
したがって、ベルまたは CHSH 不等式の違反は局所性の違反を意味するのではなく、むしろ古典的な実在論の概念に疑問を呈し、量子力学には純粋に実在的な解釈を無視する固有のランダム性と非局所的な相関が含まれる可能性があることを示しています。これは、現実の基本的な性質と量子現象を説明する際の古典物理学の限界についての私たちの理解に深い意味を持ちます。
ベルまたは CHSH 不等式のテストは、量子力学が局所性と実在性に関する古典的な直観を超越しているという強力な証拠を提供し、量子世界の神秘的で直感に反する性質を探求するための新しい道を切り開きます。
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