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ベルの不等式

索引 ベルの不等式

ベルの不等式(—ふとうしき)とは、隠れた変数理論などの局所実在論が満たすべき相関の上限を与える式である。量子力学ではこの上限を破ることができ、実験的に、量子論と局所的な隠れた変数理論を区別することができる。同様の不等式はいくつか存在し、1982年にアラン・アスペによっての破れが報告された。 局所的隠れた変数理論は実験的に否定されたが、非局所隠れた変数理論はいまだに生きており、の確率過程量子化をそのように解釈することができる。.

9 関係: 局所実在論不等式アラン・アスペアインシュタイン=ポドルスキー=ローゼンのパラドックスグリーンバーガー=ホーン=ツァイリンガー状態ジョン・スチュワート・ベル隠れた変数理論量子力学1982年

局所実在論

物理学において、局所実在論とは、素朴実在論と局所性を仮定して記述された物理のことである。 局所実在論の例としては、古典力学、古典電磁気学、古典計算機の理論などがある。 局所実在論が満たすべき式であるベルの不等式を量子論が破ることが発見されたことで、量子論は局所実在論を包含する理論であることが明らかになった。.

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不等式

不等式(ふとうしき、inequality)とは不等号(ふとうごう)を用いて、数量の大小関係を表した式を言う。 値や量を評価するという意味では等式を不等式の一種であると見なすこともできる。.

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アラン・アスペ

アラン・アスペ アラン・アスペ(Alain Aspect, 1947年6月15日 - )は、フランス・アジャン出身の物理学者である。2005年からエコール・ポリテクニークの教授を務める。フランス国立科学研究センター研究主任。.

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アインシュタイン=ポドルスキー=ローゼンのパラドックス

アインシュタイン=ポドルスキー=ローゼンのパラドックス(頭文字をとってEPRパラドックスとも呼ばれる)は、量子力学の量子もつれ状態が局所性を(ある意味で)破るので、相対性理論と両立しないのではないかというパラドックスである。アルベルト・アインシュタイン、ボリス・ポドルスキー、ネイサン・ローゼンらの思考実験にちなむ。 EPRパラドックスが発表された当時は、アインシュタインらは局所実在論の立場を取っていたため、量子論が実在論的に完全でない結果を与えることを「パラドックス」であるとした。しかし、ベルの不等式の検証(1982年)などにより、量子論では局所実在論が破綻することが明らかになっており、非局所的な量子もつれ状態はEPR相関と呼ばれている。.

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グリーンバーガー=ホーン=ツァイリンガー状態

リーンバーガー=ホーン=ツァイリンガー状態(グリーンバーガー=ホーン=ツァイリンガーじょうたい、Greenberger-Horne-Zeilinger状態、GHZ状態)とは、量子もつれの典型的な例である。この状態では波動関数の重ね合わせが巧妙なため、局所的隠れた変数理論とまったく相容れない実験結果を予言する。ベルの不等式で示される量子力学の非古典性をより鋭く示したものである。近年では実験で実現されている。.

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ジョン・スチュワート・ベル

ョン・スチュアート・ベル(John Stewart Bell, 1928年6月28日 - 1990年10月1日)は物理学者で、量子物理学の最も重要な定理のひとつであるベルの定理の提唱者である。 彼は北アイルランドのベルファストに生まれ、1948年にクイーンズ大学を実験物理学で卒業した。その後、バーミンガム大学で原子核物理と場の量子論を専門として博士号を取得した。 1960年にCERNの研究者となり、以後亡くなるまでそこに勤めた。 1964年、"On the Einstein-Podolsky-Rosen Paradox(EPRパラドックスについて)"という題の論文を書いた。彼のその論文で、現在ではベルの不等式と呼ばれている結果を導いた。ベルの不等式は局所性と実在性と呼ばれる二つの仮定を認めた任意の理論に対して成り立つ不等式だが、同論文において量子力学では不等式が成り立たないことも示されており、局所実在性と量子力学が本質的に相容れないものであることを意味するこの結果は物理のみならず哲学の世界にも大きな衝撃を与えた。 その後、フランスの物理学者アラン・アスペはベルの不等式が成り立たないことを実験的に証明し、自然界において局所実在性が成り立たないことが示された。 ベルは1990年に脳内出血によりベルファストで亡くなった。.

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隠れた変数理論

れた変数理論 (かくれたへんすうりろん、hidden variable theory)とは、量子力学に特徴的な確率的な性質を、実験者が観測できない変数を導入して説明する理論である。 確率的な性質を理由に量子力学が不完全だと主張する少数派の決定論的物理学者に支持されていたが、ベルの不等式の破れの検証後は支持するものがさらに少数となった。 例えば隠れた変数理論の最も有名な支持者アルベルト・アインシュタインの言葉に、「神はサイコロを振らない」というものがある。これはアインシュタインの、完全な物理学理論は決定論的であるべきとの信念の表れであるEinstein, A., Podolsky, B. and Rosen, N. (1935), Phys.

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量子力学

量子力学(りょうしりきがく、quantum mechanics)は、一般相対性理論と同じく現代物理学の根幹を成す理論として知られ、主として分子や原子、あるいはそれを構成する電子など、微視的な物理現象を記述する力学である。 量子力学自身は前述のミクロな系における力学を記述する理論だが、取り扱う系をそうしたミクロな系の集まりとして解析することによって、ニュートン力学に代表される古典論では説明が困難であった巨視的な現象についても記述することができる。たとえば量子統計力学はそのような応用例の一つである。従って、生物や宇宙のようなあらゆる自然現象もその記述の対象となり得る。 代表的な量子力学の理論として、エルヴィン・シュレーディンガーによって創始された、シュレーディンガー方程式を基礎に置く波動力学と、ヴェルナー・ハイゼンベルク、マックス・ボルン、パスクアル・ヨルダンらによって構成された、ハイゼンベルクの運動方程式を基礎に置く行列力学がある。ただしこの二つは数学的に等価である。 基礎科学として重要で、現代の様々な科学や技術に必須な分野である。 たとえば科学分野について、太陽表面の黒点が磁石になっている現象は、量子力学によって初めて解明された。 技術分野について、半導体を利用する電子機器の設計など、微細な領域に関するテクノロジーのほとんどは量子力学を基礎として成り立っている。そのため量子力学の適用範囲の広さと現代生活への影響の大きさは非常に大きなものとなっている。一例として、パソコンや携帯電話、レーザーの発振器などは量子力学の応用で開発されている。工学において、電子工学や超伝導は量子力学を基礎として展開している。.

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1982年

この項目では、国際的な視点に基づいた1982年について記載する。.

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