Paradigmet som illusion eller sandhed
Et opsigtsvækkende fysisk eksperiment , er Aspects test af Bells Ulighed
Det skulle angiveligt afgøre en berømt diskussion mellem Bohr og Einstein.
Relativitets Teorien versus Kvante Teorien
De to teorier har hver sit domæne, som henholdsvis er makro systemer og micro systemer.
Begge teorier er så succesfulde, at man mener at en generel Teori for alting, skal være med dem som grundlag.
Det er derfor et problem at de anskuer naturen vidt forskelligt.
Relativitets teorien er principielt deterministisk. Man kan bestemme hastighed, position, og andre egenskaber eksakt.
Man kan afgøre et eksperiment lokalt, fordi alle egenskaber rummes af den enkelte partikel/legeme.
Kvante teorien benytter et sandsynligheds begreb, der giver nogle grænser for eksaktheden.
Teoriens dominerende fortolkning er Bohrs , som han så som eneste mulighed i det berømte Dobbelt spalte forsøg.
I et eksperiment er kun målinger/reaktioner meningsfulde. Hvad der sker mellem målinger kan man ikke tale om.
Dette er fordi selve eksperimentets opstilling er afgørende, samt at måling altid påvirker eksperimentet.
Einstein oa. lancerede EPR testen som han mente helt logisk ville give ham ret.
Bohr oa. afviste dette, og hans holdning overbeviste de fleste fysikere.
Aspects eksperiment blev designet af Bell for at afgøre problemet endeligt.
Med en matematisk Ulighed ville Bell skelne mellem Lokal teori i modsætning til Kvante teori.
Testen består af 3 par polariserings filtre (A,B,C) . De orienteres i (3) forskellige retninger.
De forskellige filtre måles indbyrdes, hvilket giver (8) kombinationer.
To korrelerede, dvs ensartede fotoner udsendes centralt og møder hver sit filter. Dette vises i Figur 1.
Symbolet (A+) betyder at fotonen passerer filter (A). Modsat betyder symbolet (A-) at fotonen reflekteres af (A) .
Ligeså med de andre filtre.
Bells Ulighed er dannet udfra helt tilfældig passage, hvilket passer med erfaringen. Dette er betingelse 1.
Et polariserings filter tillader kun 50% af lyset at passere. Dette udnyttes af polaroid solbriller.
Uligheden viser at dobbelt vinkel mellem to filtre giver dobbelt antal (F) eller halvt antal (R) .
Hvis der er lige mange (F) som (R) så er passage helt tilfældig og man får korrelations tallet ( K = 0 ).
Hvis der kun er enten (R) eller (F), så er passage ikke tilfældig og man får korrelations tallet ( K = +-1).
Dette er når filtrene er ensrettet ( K = 1 ) eller når de er forskudt 90 grader (K = -1) . Dette er betingelse 2.
Figur 1 viser at K = 0 , som forventet.
Man kan foreslå en teori med lineær korrelation. som opfylder begge betingelser.
Det er ikke en Lokal teori, men et alternativ til Kvanteteoriens løsning.
I figur 2 vises sandsynligheden for passage som ( S+ ) , og for refleksion som ( S- ) . Korrelation er beregnet i Figur 2A.
Bemærk at ved 45 grader er (F= - 0.5) og ved 22.5 grader er (F = -0.25) . Altså dobbelt (F) ved dobbelt vinkel.
Denne teori overholder Bells Ulighed. Den passer også ved de tre vinkler ( 0 , 45 ,90 ) grader.
Aspects test viser at denne teori ikke passer ved alle vinkler , samt at selve Uligheden også er forkert.
På mærkelig vis er det åbenbart selve testens opstilling, der afgør resultatet.
Altså valget af den retning man måler polarisation i.
Selvom Polarisations filtrene er næsten uendeligt langt fra hinanden, så er den indbyrdes vinkelforskel afgørende.
Dette er Kvante teoriens løsning som ses i Figur 3.
Der sendes ikke signaler af nogen kendt art mellem filtrene, men der er en form for straks virkning.
Det var det Bohr mente med sin fortolkning, og som Einstein benægtende kaldte spøgelsesagtig.
Spørgsmålet er så om alle Lokale teorier skal overholde Bells ulighed. I så fald er Lokale teorier forkerte.
Men som det er vist herover så angår Bells Ulighed kun tilfældighed (K=0) eller Lineær korrelation (-1<=K<=1) .
En Lokal teori er strengt taget ikke umulig, men den er dog meget svær at få øje på.
Aspects test viser at Kvante teorien passer overbevisende godt. Korrelationen er vist i Figur 3.
