Беллов теорем осмислио је ирски физичар Јохн Стеварт Белл (1928-1990) као средство испитивања да ли су честице повезане или не квантна уплитање комуницирају информације брже од брзине светлости. Конкретно, теорема каже да ниједна теорија локалних скривених променљивих не може објаснити сва предвиђања квантне механике. Бел доказује ову теорему стварањем Беллових неједнакости, које су експериментом показале да се крше у системима квантне физике, чиме је доказано да нека идеја мора бити у средишту теорија скривених варијабли лажно. Својство које обично пада је локалитет - идеја да се физички ефекти не крећу брже одбрзина светлости.
Квантна уплитање
У ситуацији када имате двоје честице, А и Б, који су повезани квантним заплетом, тада су својства А и Б повезана. На пример, центрифуга А може бити 1/2 и завртети од Б може бити -1/2, или обрнуто. Квантна физика говори нам да се све док се не изврши мерење, те честице налазе у суперпозицији могућих стања. Окретање А је и 1/2 и -1/2. (Погледајте наш чланак о
Сцхроедингерова мачка мисаони експеримент за више о овој идеји. Овај конкретни пример са честицама А и Б је варијанта парадокса Ајнштајн-Подолски-Розен, који се често назива и ЕПР Парадок.)Међутим, једном када измерите спин А, сигурно ћете знати вредност Б спин-а, а да га никада не морате директно мерити. (Ако А има спин 1/2, тада Б-ов спин мора бити -1/2. Ако А има спин -1/2, тада спин Б мора бити 1/2. Не постоје друге алтернативе.) Загонетка у срцу Белл-ове теореме је како се те информације преносе од честице А до честице Б.
Белл-ова теорема на делу
Јохн Стеварт Белл је оригинално предложио идеју за Беллову теорему у свом раду из 1964. године "О парадоксу Ајнштајна Подолског Розена. "У својој анализи, он је извео формуле назване Белл-ове неједнакости, које су вероватне изјаве о томе колико често се врти честица А и честица Б требало би да буду у корелацији ако су нормалне вероватноће (за разлику од квантног заплетања) рад. Ове Беллове неједнакости крше се експериментима квантне физике, што значи да је једна од његових основних претпоставки морало је да буде лажно, а постојале су само две претпоставке које су одговарале рачуну - било физичка стварност, било локалитет неуспешно.
Да бисте схватили шта то значи, вратите се горе описаном експерименту. Ви мерите спиновање честица А. Две ситуације би могле бити резултат - или честица Б одмах има супротан спин, или је честица Б још увек у суперпозицији стања.
Ако на мерење честица А одмах утиче честица Б, то значи да се претпоставља локалност. Другим речима, некако је „порука“ стигла од честице А до честице Б тренутно, иако их је могуће раздвојити на велику удаљеност. То би значило да квантна механика показује својство не-локалитета.
Ако се та тренутна "порука" (тј. Не-локалитет) не догоди, онда је једина друга опција да се честица Б и даље налази у суперпозицији стања. Мерење центрифуге честице Б требало би, према томе, бити потпуно независно од мерења честице А и Белл-ове неједнакости представљају проценат времена у којем треба вршити корелације А и Б у овој ситуацији.
Експерименти су у великој мери показали да су Белове неједнакости нарушене. Најчешћа интерпретација овог резултата је да је „порука“ између А и Б тренутна. (Алтернатива би била поништавање физичке стварности Б-овог спина.) Изгледа да квантна механика изгледа као локалитет.
Белешка: Та се локалност у квантној механици односи само на специфичне информације које су заплетене између две честице - спина у горњем примеру. Мерење А не може се користити за тренутно преношење било које друге информације на Б ат велике удаљености и нико који посматра Б неће моћи самостално да каже да ли је А био или не измерена. Под огромном већином тумачења уважених физичара, то не дозвољава комуникацију бржу од брзине светлости.