Experimento de Aspect - Aspect's experiment

El experimento de Aspect fue el primer experimento de mecánica cuántica que demostró la violación de las desigualdades de Bell . Su resultado irrefutable permitió una mayor validación de los principios de entrelazamiento cuántico y localidad . También ofreció una respuesta experimental a Albert Einstein , Boris Podolsky y Nathan Rosen 's paradoja que había sido propuesto unos cincuenta años antes.

El experimento fue dirigido por el físico francés Alain Aspect en la École supérieure d'optique en Orsay entre 1980 y 1982. Su importancia fue inmediatamente reconocida por la comunidad científica y fue portada de Scientific American , una revista de divulgación científica. Aunque la metodología llevada a cabo por Aspect presenta una falla potencial, la laguna de detección , su resultado se considera decisivo y dio lugar a numerosos otros experimentos que confirmaron el experimento original de Aspect.

Contexto científico e histórico

El experimento debe ubicarse en su contexto histórico y científico para que se comprenda plenamente.

El enredo, la paradoja de EPR y las desigualdades de Bell

Entrelazamiento cuántico

El entrelazamiento cuántico es un fenómeno teorizado por primera vez por Erwin Schrödinger en 1935.

La mecánica cuántica dicta que una vez que dos sistemas cuánticos separados (dos partículas, por ejemplo) han interactuado o si tienen un origen común, no pueden considerarse como dos sistemas independientes. Los cuántica postulados formalismo mecánicas que si un primer sistema posee un estado, y el segundo un estado, entonces el sistema enredado resultante puede ser representado por la producto tensorial de los dos estados: . La distancia física entre los dos sistemas no juega ningún papel en el estado entrelazado (porque no hay una variable de posición presente). El estado cuántico entrelazado sigue siendo idéntico, siendo todo lo demás igual, independientemente de las distancias entre ambos sistemas. ${\ Displaystyle | \ psi \ rangle}$${\ Displaystyle | \ phi \ rangle}$${\ Displaystyle | \ psi \ rangle | \ phi \ rangle}$

En consecuencia, cualquier medición operada en el sistema entrelazado es aplicable a los dos elementos que lo constituyen: los resultados de la medición de ambos sistemas están correlacionados .

La paradoja de EPR

El resultado del experimento podría haber sorprendido a Albert Einstein (murió en 1955 mucho antes de que se realizara el experimento) que tenía una perspectiva local y realista de la física. Su perspectiva lo llevó a la conclusión de que si el acto de medir influye en ambos sistemas, entonces existiría una influencia capaz de propagarse de un sistema a otro, a una velocidad no limitada por la velocidad de la luz . El formalismo mecánico cuántico anticipa que la influencia de medir los componentes de un sistema entrelazado tiene un efecto inmediato en ambos componentes, sin importar la distancia.

Más tarde, en 1935, Albert Einstein , Boris Podolsky y Nathan Rosen (EPR) imaginaron un experimento mental que, si se permitía que existieran estados entrelazados, conducía a una paradoja: o alguna influencia viaja más rápido que la luz (no causalidad), o la física cuántica está incompleta. Ninguno de los dos términos de la alternativa era admisible en ese momento, de ahí la paradoja.

Esta paradoja fue de gran importancia histórica, pero no tuvo un impacto inmediato. Solo Niels Bohr consideró seriamente la objeción que planteó y trató de responderla. Pero su respuesta fue cualitativa y la paradoja quedó sin resolver. La realidad del enredo seguía siendo una cuestión de opinión, desprovista de cualquier apoyo experimental directo. De hecho, el experimento EPR no era prácticamente factible en ese momento.

Dos obstáculos importantes se opusieron a su empresa. Por un lado, los medios técnicos eran insuficientes; por otro (y principalmente), no parecía haber una forma eficaz de medir directamente los datos obtenidos con criterios cuantitativos.

La simultaneidad de ambos sistemas, cualquiera que sea el significado que se le atribuya, solo podría observarse comparando dos mediciones distantes, dentro de las limitaciones de la velocidad de la luz. La influencia de la simultaneidad no puede ser causal ni transmitir información (que equivale a lo mismo). Por tanto, esta propiedad es compatible con la teoría de la relatividad , según la cual ninguna información puede viajar más rápido que la velocidad de la luz.

Desigualdades de Bell

En 1964, el físico irlandés John Stewart Bell publicó un artículo que mostraba los efectos cuantitativos y medibles de los experimentos de EPR. Esas son las famosas desigualdades de Bell . Estas desigualdades son relaciones cuantitativas que deben verificarse midiendo las correlaciones entre sistemas que obedecen plenamente a la causalidad relativista . Cualquier violación de estas desigualdades permitiría una influencia remota instantánea.

Estas desigualdades permitieron a los físicos eliminar uno de los dos obstáculos que impedían los experimentos de EPR. Pero en 1964, los medios técnicos disponibles eran aún insuficientes para la realización real del experimento.

Primeras pruebas de desigualdades de Bell

Los experimentos de EPR se hicieron concebibles en 1969, cuando un artículo demostró su viabilidad técnica.

Después de este artículo, las universidades de Harvard y Berkeley establecieron un protocolo experimental y llevaron a cabo experimentos en 1972. Los resultados fueron contradictorios: Harvard observó concordancia con las desigualdades de Bell (y por lo tanto una contradicción con las predicciones de la física cuántica), mientras que los resultados de Berkeley violaron Las desigualdades de Bell (y por tanto la física cuántica verificada).

Estos experimentos sufrieron notablemente de una fuente poco confiable e improductiva de partículas entrelazadas, lo que requirió días de experimentación continua. Pero las condiciones experimentales controladas constantes son extremadamente difíciles de mantener durante períodos de tiempo tan largos, especialmente para experimentos tan sensibles como este. Por tanto, ambos resultados eran cuestionables.

En 1976, se repitió el mismo experimento en Houston utilizando una fuente mejor y más prolífica de fotones entrelazados que permitió reducir la duración del experimento a 80 minutos. A cambio, los fotones no estaban polarizados de manera óptima, evitando así que las desigualdades de Bell aparecieran claramente. No obstante, el experimento reveló una violación de las desigualdades de Bell, aunque era demasiado débil para constituir una respuesta definitiva.

Además, y principalmente, estos experimentos no fueron lo suficientemente elaborados para anular la posibilidad de correlaciones (que implican la violación de las desigualdades de Bell) debido a alguna influencia clásica, más lenta que la luz o propagación de la señal entre las dos partículas.

Al final, el esquema experimental usado en estos experimentos estaba muy alejado del esquema "ideal" que John Bell usó para demostrar sus desigualdades: por lo tanto, no había certeza de que las desigualdades de Bell pudieran aplicarse como lo fueron en tales experimentos.

Los experimentos de Aspect (1980-1982)

En 1975, dado que aún faltaba un experimento decisivo basado en la violación de las desigualdades de Bell y la verificación de la veracidad del entrelazamiento cuántico, Alain Aspect propuso en un artículo un experimento lo suficientemente meticuloso como para ser irrefutable: Experimento propuesto para probar la no separabilidad de la mecánica cuántica. ,.

Alain Aspect especificó su experimento para que fuera lo más decisivo posible. A saber:

• Su fuente de partículas entrelazadas debe ser excelente para acortar la duración del experimento y proporcionar una violación lo más clara posible de las desigualdades de Bell.
• Debe mostrar correlaciones en las mediciones, pero también demostrar que estas correlaciones son de hecho el resultado de un efecto cuántico (y, en consecuencia, de una influencia instantánea) y no de un efecto clásico más lento que la luz entre las dos partículas.
• El esquema experimental debe coincidir lo más posible con el de John Bell para demostrar sus desigualdades, de modo que la concordancia entre los resultados medidos y pronosticados sea lo más significativa posible.

Recordatorio del esquema "ideal" de John Bell

La ilustración de arriba representa el esquema de principio a partir del cual John Bell demostró sus desigualdades: una fuente de fotones entrelazados S emite simultáneamente dos y fotones cuya polarización está preparada para que el vector de estado de ambos fotones sea: ${\ Displaystyle \ nu 1}$${\ Displaystyle \ nu 2}$

${\ Displaystyle | \ psi (\ nu 1, \ nu 2) \ rangle = {1 \ over {\ sqrt {2}}} \ left \ {\ left | \ uparrow, \ uparrow \ right \ rangle + \ left | \ rightarrow, \ rightarrow \ right \ rangle \ right \}}$

Esta fórmula simplemente significa que los fotones están en un estado superpuesto : ambos están en una polaridad vertical, horizontal o lineal con la misma probabilidad.

Estos dos fotones se miden luego usando dos polarizadores P1 y P2, cada uno con un ángulo de medición configurable: α y β. el resultado de la medición de cada polarizador puede ser (+) o (-) según si la polarización medida es paralela o perpendicular al ángulo de medición del polarizador.

Un aspecto digno de mención es que los polarizadores imaginados para este experimento ideal dan un resultado medible tanto en las situaciones (-) como (+). No todos los polarizadores reales pueden hacer esto: algunos detectan la situación (+), por ejemplo, pero no pueden detectar nada en la situación (-) (el fotón nunca sale del polarizador). Los primeros experimentos (descritos anteriormente) utilizaron el último tipo de polarizador. Los polarizadores de Alain Aspect son mucho más capaces de detectar ambos escenarios y, por lo tanto, están mucho más cerca del experimento ideal.

Dado el aparato y el estado inicial de polarización dado a los fotones, la mecánica cuántica es capaz de predecir las probabilidades de medir (+, +), (-, -), (+, -) y (-, +) en los polarizadores. (P1, P2), orientado en los ángulos (α, β). Como recordatorio:

${\ Displaystyle P _ {++} (\ alpha, \ beta) = P _ {-} (\ alpha, \ beta) = {1 \ over 2} \ cos ^ {2} (\ alpha - \ beta)}$

${\ Displaystyle P _ {+ -} (\ alpha, \ beta) = P _ {- +} (\ alpha, \ beta) = {1 \ over 2} \ sin ^ {2} (\ alpha - \ beta)}$

Se predice una violación máxima de las desigualdades de Bell para | α − β | = 22,5 °

Descripción de la configuración experimental

Alain Aspect (con la notable colaboración de los físicos Philippe Grangier, Gérard Roger y Jean Dalibard ) puso en marcha varios experimentos cada vez más complejos entre 1980 y 1982.

Sólo se describirá aquí su experimento más complejo, que tuvo lugar en 1982 y es el más cercano a las especificaciones iniciales.

Fuente de fotones

Los primeros experimentos que probaron las desigualdades de Bell poseían fuentes de fotones de baja intensidad y requirieron una semana continua para completarse. Una de las primeras mejoras de Alain Aspect consistió en utilizar una fuente de fotones varios órdenes de magnitud más eficiente. Esta fuente permitió una tasa de detección de 100 fotones por segundo, acortando así la duración del experimento a 100 segundos .

La fuente utilizada es una cascada radiativa de calcio , excitada con un láser de criptón.

Polarizadores con orientación variable ajustable y en posición remota

Uno de los puntos principales de este experimento fue asegurarse de que la correlación entre las mediciones realizadas por P1 y P2 no hubiera sido el resultado de efectos "clásicos", especialmente artefactos experimentales.

Como ejemplo, cuando P1 y P2 se preparan con ángulos fijos α y β, se puede suponer que este estado genera correlaciones parasitarias a través de bucles de corriente o masa, o algunos otros efectos. De hecho, ambos polarizadores pertenecen a la misma configuración y podrían influirse entre sí a través de los diversos circuitos del dispositivo experimental y generar correlaciones en la medición.

Uno puede imaginar entonces que la orientación fija de los polarizadores impacta, de una forma u otra, en el estado en el que se emite el par de fotones. En tal caso, las correlaciones entre los resultados de la medición podrían explicarse por variables ocultas dentro de los fotones, tras su emisión. Alain Aspects había mencionado estas observaciones al propio John Bell.

Una forma de descartar este tipo de efectos es determinar la orientación (α, β) de los polarizadores en el último momento, después de que los fotones hayan sido emitidos y antes de su detección, y mantenerlos lo suficientemente alejados entre sí para evitar cualquier señal de llegar a cualquiera de ellos.

Este método asegura que la orientación de los polarizadores durante la emisión no influye en el resultado (ya que la orientación aún no está determinada durante la emisión). También asegura que los polarizadores no se influyan entre sí, estando demasiado distantes entre sí.

Como consecuencia, la configuración experimental de Aspect tiene polarizadores P1 y P2 colocados a 6 metros de la fuente y a 12 metros entre sí. Con esta configuración, solo transcurren 20 nanosegundos entre la emisión de los fotones y su detección. Durante este período de tiempo extremadamente corto, el experimentador debe decidir la orientación de los polarizadores y luego orientarlos.

Dado que es físicamente imposible modificar la orientación de un polarizador dentro de ese lapso de tiempo, se usaron dos polarizadores, uno para cada lado, y se preorientaron en diferentes direcciones. Una derivación de alta frecuencia orientada aleatoriamente hacia un polarizador u otro. La configuración correspondía a un polarizador con un ángulo de polarización inclinado aleatoriamente.

Como tampoco era posible que los fotones emitidos provoquen la inclinación, los polarizadores se desvían periódicamente cada 10 nanosegundos (asincrónicamente con la emisión del fotón) asegurando así que el dispositivo de referencia se inclinaría al menos una vez entre la emisión del fotón y su detección.

Polarizadores de dos canales

Otra característica importante del experimento de 1982 fue el uso de polarizadores de dos canales que permitieron un resultado medible en situaciones (+) y (-). Los polarizadores utilizados hasta que el experimento de Aspect pudo detectar la situación (+), pero no la situación (-). Estos polarizadores de un solo canal tenían dos inconvenientes importantes:

• La situación (-) fue difícil de distinguir de un error de experimentación.
• Debían calibrarse escrupulosamente.

Los polarizadores de dos canales que Aspect utilizó en su experimento evitaron estos dos inconvenientes y le permitieron usar las fórmulas de Bell directamente para calcular las desigualdades.

Técnicamente, los polarizadores que utilizó eran cubos polarizadores que transmitían una polaridad y reflejaban la otra, emulando un dispositivo Stern-Gerlach .

Resultados del experimento

Las desigualdades de Bell establecen una curva teórica del número de correlaciones (++ o −−) entre los dos detectores en relación con el ángulo relativo de los detectores . La forma de la curva es característica de la violación de las desigualdades de Bell. La coincidencia de las medidas con la forma de la curva establece, cuantitativa y cualitativamente, que las desigualdades de Bell han sido violadas. ${\ Displaystyle (\ alpha - \ beta)}$

Los experimentos de Aspect confirmaron sin ambigüedades la violación, como predijo la interpretación de Copenhague de la física cuántica, socavando así la perspectiva realista local de Einstein sobre la mecánica cuántica y los escenarios de variables ocultas locales . Además de confirmarse, la violación fue confirmada en la forma exacta predicha por la mecánica cuántica , con un acuerdo estadístico de hasta 242 desviaciones estándar .

Dada la calidad técnica del experimento, la evitación escrupulosa de los artefactos experimentales y el acuerdo estadístico casi perfecto, este experimento convenció a la comunidad científica en general de que la física cuántica violaba las desigualdades de Bell y, en consecuencia, que la física cuántica no era local .

Límites del experimento

Después de los resultados, algunos físicos intentaron legítimamente buscar fallas en el experimento de Aspect y descubrir cómo mejorarlo para resistir las críticas.

Se pueden plantear algunas objeciones teóricas contra la configuración:

• el aspecto cuasiperiódico de las oscilaciones de derivación dificulta la validez del experimento porque puede inducir correlaciones a través de la cuasi-sincronización resultante de dos derivaciones;
• las correlaciones (+, +), (-, -) etc. fueron contadas en tiempo real, en el momento de la detección. Por lo tanto, los dos canales (+) y (-) de cada polarizador estaban conectados por circuitos físicos. Una vez más, se pueden inducir correlaciones.

El experimento ideal, que negaría cualquier posibilidad imaginable de correlaciones inducidas, debería:

• utilizar derivaciones puramente aleatorias;
• registre los resultados (+) o (-) en cada lado del dispositivo, sin ningún vínculo físico entre los dos lados. Las correlaciones se calcularían después del experimento, comparando los resultados registrados de ambos lados.

Las condiciones del experimento también adolecían de una laguna de detección .

Experimentos recientes

Las lagunas mencionadas anteriormente solo pudieron resolverse a partir de 1998. Mientras tanto, se reprodujo el experimento de Aspect y se confirmó sistemáticamente la violación de las desigualdades de Bell, con una certeza estadística de hasta 100 desviaciones estándar .

Se llevaron a cabo otros experimentos para probar las violaciones de las desigualdades de Bell con otros observables además de la polarización, con el fin de acercarse al espíritu original de la paradoja EPR , en la que Einstein imaginó midiendo dos variables combinadas (como la posición y la cantidad de movimiento) en un par EPR. Un experimento introdujo las variables combinadas (tiempo y energía) que, una vez más, confirmó la mecánica cuántica.

En 1998, el experimento de Ginebra probó la correlación entre dos detectores colocados a 30 kilómetros de distancia utilizando la red de telecomunicaciones de fibra óptica suiza. La distancia dio más tiempo para conmutar los ángulos de los polarizadores. Por lo tanto, fue posible tener una derivación completamente aleatoria. Además, los dos polarizadores distantes eran completamente independientes. Las mediciones se registraron en cada lado y se compararon después del experimento fechando cada medición utilizando un reloj atómico. La violación de las desigualdades de Bell se verificó una vez más en condiciones estrictas y prácticamente ideales. Si el experimento de Aspect implicaba que una señal de coordinación hipotética viaja dos veces más rápido que c , la de Ginebra alcanzó 10 millones de veces c .

En 2000 se llevó a cabo un experimento en Boulder sobre el entrelazamiento de iones atrapados utilizando un método de detección basado en correlación muy eficiente. La confiabilidad de la detección demostró ser suficiente para que el experimento violara las desigualdades de Bell en general, aunque todas las correlaciones detectadas no las violaron.

En 2001, el equipo de Antoine Suarez, que incluía a Nicolas Gisin, que había participado en el experimento de Ginebra, reprodujo el experimento utilizando espejos o detectores en movimiento, lo que les permitió invertir el orden de los eventos en los marcos de referencia, de acuerdo con la relatividad especial (este la inversión solo es posible para eventos sin ninguna relación causal). Las velocidades se eligen de modo que cuando un fotón se refleja o cruza el espejo semitransparente, el otro fotón ya haya cruzado o reflejado desde el punto de vista del marco de referencia adjunto al espejo. Se trata de una configuración de "después-después", en la que las ondas sonoras desempeñan el papel de espejos semitransparentes.

Otra configuración probada permite que cada fotón sea recibido por un detector en movimiento de modo que en el marco de referencia de ese detector, el otro fotón aún no haya sido detectado, haya cruzado o reflejado o no (configuración "antes-antes"). Las desigualdades de Bell se violan notablemente en este experimento.

Conclusión

Hoy en día (en 2018), la violación de la física cuántica de las desigualdades de Bell se ha establecido claramente. La violación de las desigualdades de Bell también se utiliza para algunos protocolos de criptografía cuántica , en los que se detecta la presencia de un espía cuando las desigualdades de Bell dejan de ser violadas.

Por lo tanto, deben reconocerse la no localidad cuántica y el entrelazamiento .

¿El experimento de Aspect desafía la causalidad relativista?

La cuestión surge de la concepción generalizada de que "un objeto cuántico presenta un estado que depende instantáneamente del estado de otro objeto con el que se ha entrelazado". Esta introducción de "influencia no local" se utiliza a menudo en revistas de divulgación científica, pero también (deliberadamente) por algunos científicos que se adhieren al realismo , como el propio Alain Aspect o Bernard d'Espagnat .

Entonces subsisten tres posibilidades:

• La primera es que los experimentadores solo deben usar cálculos con resultados de acuerdo con el experimento, sin hacer referencia a una explicación derivada de nuestra lógica "macroscópica". Este enfoque, tomado de la interpretación de Copenhague , es el más reconocido entre los físicos. Se basa en el hecho de que ninguna explicación del fenómeno EPR conduce a verificaciones o predicciones mensurables. Como consecuencia, la mayoría de los físicos consideran que las explicaciones de este experimento quedan fuera del campo de la ciencia (ver el criterio de falsificación de Karl Popper ). La mayoría de las explicaciones carecen de formalización teórica y las que no dejan de sugerir verificaciones mensurables. Por lo tanto, aquí está en juego un enfoque empírico , cuyo objetivo es evitar cualquier deslizamiento fuera del campo científico. En su trabajo The Undivided Universe: An Ontological Interpretation of Quantum Theory , los físicos David Bohm y Basil Hiley consideran que las objeciones al principio de no localidad carecen de fundamento. En respuesta a quienes consideran la aceptación de la no localidad como un obstáculo para el aislamiento científico y la observación de cualquier objeto dado, Bohm y Hiley argumentan que, en el mundo macroscópico, esta ciencia es posible ya que los efectos de la no localidad no son posibles. significativo : la interpretación permite exactamente el mismo grado de separabilidad del sistema que se requiere del "trabajo científico real". Hacer coincidir la teoría de la relatividad especial con la no localidad (ver la paradoja de EPR ) es un asunto más complejo, pero Bohm, como John Stewart Bell , señala que la transmisión de señales no es lo que está en juego en la noción de no localidad. .

Bohm y Hiley, como Bell, ven factores distintos a los científicos en el rechazo de la no localidad:

John Bell: Conferencia en el CERN (1990).

Hiley y Bohm: Sobre las objeciones al concepto de no localidad. (1993)

[La] mera idea de una acción espeluznante a distancia es repulsiva para los físicos. Si tuviera una hora, te inundaría con las citas de Newton, Einstein, Bohr y todos estos otros grandes hombres. Te diría lo impensable que es poder modificar una situación lejana haciendo algo aquí. Creo que los padres fundadores de la mecánica cuántica no necesitaban realmente los argumentos de Einstein sobre la necesidad de descartar la acción a distancia, porque estaban mirando hacia otro lado. La idea de determinismo o acción a distancia les resultaba tan repulsiva que apartaban la mirada. Bueno, es una tradición y, a veces, en la vida, debemos aprender a aprender nuevas tradiciones. Y podría suceder que no debemos aceptar la acción a distancia, sino aceptar la insuficiencia de "ninguna acción a distancia".

[Las objeciones a la no localidad] parecen ser más o menos del orden de un prejuicio que se desarrolló con la ciencia moderna. [...] En las primeras etapas del desarrollo de la ciencia, hubo un largo argumento para dejar de lado lo que bien podría haber sido percibido como supersticiones primitivas y nociones mágicas. La no localidad era claramente una noción clave. Puede que quede un miedo profundamente arraigado a la idea de que la no localidad vuelva a abrir las compuertas que nos protegen de lo que se percibe como pensamientos irracionales, que yacen bajo la superficie de la cultura moderna. Incluso si fuera el caso, no sería un argumento válido contra la no localidad

• La segunda posibilidad es que el entrelazamiento "unificó" los dos objetos sometidos a una interacción: los dos objetos siguen siendo "uno" a pesar de su distancia espacial ("la no localidad de Bernard d'Espagnat "). Este distanciamiento puede, en realidad, incluso ser temporal: es fundamentalmente espacio-temporal. Hasta el momento, no existe una explicación para lo que se considera un resultado de un experimento en lugar de una explicación o una interpretación de este resultado. Este enfoque que tiene como objetivo explicar los hechos experimentales es el de los racionalistas .
• El tercero consiste en cambiar nuestra concepción de la causalidad y aceptar el principio de una causalidad retrógrada (un flujo causal del futuro al pasado), que sin embargo no puede asimilarse a la " causa final " "teleológica" de los filósofos clásicos . Nadie está allí para orientar los acontecimientos según un objetivo: la naturaleza de la causalidad atrasada es idéntica a la causalidad tal como la concebimos ("causalidad eficiente" de los filósofos clásicos), excepto que fluye hacia atrás en relación con el tiempo y puede "agregarse" a sí misma. a la causalidad "clásica". Esta interpretación requiere que la naturaleza irreversible del tiempo sea verdadera solo en una escala macroscópica ( segunda ley de la termodinámica ). Numerosos físicos se oponen a la idea, como el físico y filósofo Étienne Klein, quien señala que la flecha del tiempo está, según él, inscrita en las simetrías de la física de partículas. Esta interpretación tiene cierto éxito entre quienes desarrollan interpretaciones esotéricas del experimento y la utilizan para hacer fenómenos parapsicológicos (controvertidos en la comunidad científica, en particular la precognición . Olivier Costa de Beauregard es famoso por su defensa de tales tesis). Pero esta interpretación descaradamente contradice los resultados del experimento, ya que se realizaron con mayor frecuencia: la línea del mundo que une los eventos de "medición P1" y "medición P2" del espacio-tiempo es una curvatura del espacio . De hecho, para refutar una posible interpretación alternativa de las correlaciones observadas en estos experimentos, los experimentadores tenían que demostrar que la "causalidad" relativista era, al menos en parte, incapaz de explicar estos resultados, incluidos en escenarios tales como: "la fotón informa, por cualquier proceso relativista, al fotón de su estado cuántico después de la primera medición ... ". Sin embargo, está perfectamente claro que las precauciones de los experimentadores para eliminar todas las explicaciones "causales" relativistas eliminan al mismo tiempo, según la opinión predominante, cualquier explicación "retro-causal". Finalmente, para los seguidores de la concepción líder, este tipo de concepción es una interpretación conjetural y no se refiere realmente a los experimentos existentes. En su opinión, conduce a interpretaciones en la frontera de la ciencia, o incluso de la pseudociencia , e involucra a la física cuántica en un debate al que no pertenece.${\ Displaystyle \ nu 1}$${\ Displaystyle \ nu 2}$

Ningún físico cree que los resultados del experimento EPR en general y del experimento de Aspect en particular, en perfecto acuerdo con la interpretación de Copenhague de la mecánica cuántica, desafían, de ninguna manera, el principio de relatividad según el cual ninguna forma de energía (materia o fuerza ), y por lo tanto ninguna información utilizable, puede viajar más rápido que la velocidad de la luz ni, como consecuencia, desafía el principio de causalidad relativista derivado. Se puede demostrar fácilmente que el entrelazamiento cuántico no se puede utilizar para transmitir información instantáneamente de un punto del espacio-tiempo al otro. Los resultados medidos en la primera partícula son aleatorios; las alteraciones de estado en la otra partícula inducidas por estas mediciones, por instantáneas que sean de acuerdo con la interpretación de Copenhague de la mecánica cuántica y los resultados del experimento de Aspect, conducen a resultados de medición relativos a la segunda partícula que aparentemente son igual de aleatorios: no hay información utilizable se pueden obtener por separado al medir, y las correlaciones permanecen indetectables mientras no se comparen los resultados de las dos series. Este tipo de experimentos demuestran la ineludible necesidad de una señal "clásica" en sentido relativista para transmitir la información necesaria para la detección de estas correlaciones. Sin esta señal, no se puede transmitir nada. Determina la velocidad de transmisión de información que reafirma el principio fundamental de la relatividad. Como resultado, el principio de causalidad relativista es perfectamente compatible con los resultados de los experimentos de EPR.

Ver también

• Superdeterminismo

notas y referencias

Bibliografía

• Bernard d'Espagnat, Traité de physique et de philosophie , Fayard ISBN  2-213-61190-4 (en francés). Consulte el capítulo 3. No separabilidad y teorema de Bell.
• Bernard d'Espagnat, À la recherche du réel , Bordas ISBN  2-266-04529-6 (en francés).
• Bernard d'Espagnat, Étienne Klein, Regards sur la matière ISBN  2-213-03039-1 (en francés). Ver capítulo VIII. No separabilidad de las parejas correlacionadas.

enlaces externos

• Videoconferencia sobre óptica cuántica (17 min), a cargo de Alain Aspect , jefe de investigación del Institut d'Optique de Orsay (en francés).
• Centro de Filosofía Cuántica