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关于爱因斯坦“定域实在论”的新实验



  爱因斯坦坚信一个真实世界的存在: 对于一个系统的测量结果,应由系统本身的物理性质决定,物性先于测量并且独立于测量(即所谓“实在论”,realism)。爱因斯坦同时认为,测量结果不会受到远距离事件的即时影响(即所谓“定域性”,locality,或者说, 任何影响的传递都不可能超光速)。为了论证“定域-实在”论,爱因斯坦与Podolsky和Rosen于1935年联名发表了一篇文章,提出了两粒子纠缠问题——EPR纠缠态。
  1964年,John Bell在研究了EPR纠缠态之后,对“定域-实在”论所预言的关联(例如,组成一对纠缠光子的甲和乙分开后的线偏振 ), 确定了一个“极限”, 并以“不等式”表示。 随后, 关于Bell理论的实验以极高的显著性证明:纠缠光子对的行为服从量子力学的预言,而与从“定域-实在”论导出的Bell“不等式”相悖。仿佛甲光子知道自己应该拗着乙光子行事:你的线偏振“垂直”,我就“水平”;你“水平”,我就“垂直”。
  现在的问题是,定域或实在,究竟是哪一方面出了错?抑或两者都出了错?最近,奥地利维也纳大学的Groeblacher等沿着理论家 Leggett A J 的新思路,设计并完成了关于纠缠光子对的全新测量。该实验把原先对线偏振的测量改换成了对椭圆偏振的测量,实验难度增大,但更适于研究上述问题。实验结果明显违背Leggett的以“实在论”为前提的广义不等式,即无论是“定域-实在”理论的预言,还是这次“非定域-实在”理论的预言,均与观察到的量子关联不符,从而对“实在论”提出了质疑。然而,有专家认为:Groeblacher等的实验只是证明“实在论”与某些非定域模型不匹配,不能就此认定问题出在“实在论”上。总之,新实验必将促进我们更深入地探讨量子奥秘。
  (戴闻 编译自 Nature, 2007,446:866,871)
  
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摘自:物理 2007年第08期  
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