阿斯派克特知道檢驗(yàn)貝爾不等式的第一個(gè)實(shí)驗(yàn)是1972年由克勞瑟和弗里德曼在加州大學(xué)伯克利分校完成的,但實(shí)驗(yàn)有漏洞,因而結(jié)果不那么具有說服力。所以,阿斯派克特要搞出一個(gè)系列實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證貝爾不等式,他決定首先把克勞瑟等人的實(shí)驗(yàn)給重復(fù)一遍。這只是第一步,后邊還有第二步,第三步。反正要把先前克勞瑟他們幾個(gè)做的實(shí)驗(yàn)的漏洞給盡量堵上。貝爾一聽,好家伙,野心不小。
三十幾歲的人,學(xué)物理其實(shí)也沒多長(zhǎng)時(shí)間。貝爾覺得,這一定是一個(gè)非常大膽的學(xué)生!阿斯派克特計(jì)劃分三步走。第一步先要把克勞瑟的實(shí)驗(yàn)重復(fù)出來,最關(guān)鍵的是獲得糾纏光子,克勞瑟的辦法效率太低了,大概100萬光子里面出來一對(duì)糾纏光子,能夠產(chǎn)生的糾纏光子太稀少,阿斯派克特用了激光做光源,用激光來激勵(lì)鈣原子。這可比當(dāng)年克勞瑟的效率高多了,克勞瑟就是沒有用激光來干這事兒,說來也奇怪,克勞瑟背后站著的就是激光之父湯斯。這都沒想到用激光嗎?恐怕是有其他方面的問題。
但是現(xiàn)在也約莫過了10年了,很多技術(shù)都已經(jīng)提高了,完全可以用激光來搞,光子有兩個(gè)偏振方向,只要你一檢測(cè),那么光子的偏振方向就決定下來了,這兩個(gè)光子偏振方向必定是相互垂直的,這就是糾纏態(tài)。他的這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,大幅度偏離了貝爾不等式,用激光做光源,效果果然很好。達(dá)到了9倍的誤差范圍,比當(dāng)年的克勞瑟獲得的數(shù)據(jù)高了好幾個(gè)等級(jí),這第一步是成功了。第二步就需要是利用雙通道的方法,來提高光子的利用率,減少前人實(shí)驗(yàn)中的所謂‘偵測(cè)漏洞’,這個(gè)實(shí)驗(yàn)也大獲成功。
最后以40倍于誤差范圍的偏離,違背了貝爾不等式,再一次強(qiáng)有力地證明了量子力學(xué)的正確!結(jié)結(jié)實(shí)實(shí)的打了愛因斯坦的臉。第三步,要玩兒一個(gè)當(dāng)時(shí)最新鮮的東西,叫做“延遲決定”。所謂的延遲決定實(shí)驗(yàn),就是要徹底斷絕兩個(gè)光子之間暗通消息的可能性。萬一,兩個(gè)光子之間能夠暗通消息,那么這個(gè)實(shí)驗(yàn)從邏輯上講就有漏洞了。按照量子力學(xué)的原理,量子糾纏是不依賴信號(hào)傳遞的。它依賴的是物理守恒,也沒有任何辦法可以屏蔽,所以,貝爾就給處了個(gè)主意。
你設(shè)定好了兩個(gè)偏振片,然后等著兩個(gè)光子飛過去,那說不定就有機(jī)會(huì)給兩個(gè)光子暗中通了消息,我們知道,信息傳遞的速度上限是光速。那么好辦了,先把兩個(gè)光子的距離拉開,兩個(gè)檢偏器離開了13米,兩者假如通過某種方式暗地里通信,需要跑40納秒,最快是光速,我們?cè)趦蓚€(gè)光子的檢驗(yàn)器之前加個(gè)偏振片,瞬間改變偏振片的方向?;ǖ臅r(shí)間只要10納秒。估算一下時(shí)間,兩個(gè)糾纏光子已經(jīng)各奔東西了,飛到了閘門前面,閘門瞬間改變方向,那么兩個(gè)光子要想臨時(shí)串通已經(jīng)來不及了。
假如在這么苛刻的情況下,兩者仍產(chǎn)是相反偏振的。那么就說明,他們肯定不是靠傳遞信息來保持偏振方向相互垂直的,而是靠的量子本身的特質(zhì)。再說的通俗一點(diǎn)兒,兩個(gè)雙胞胎,據(jù)說有心靈感應(yīng)。是騾子是馬拉出來溜溜。那么就需要設(shè)計(jì)一個(gè)沒有漏洞的檢測(cè)方式。首先要兩個(gè)人嚴(yán)格隔離。而且離得夠遠(yuǎn)。防止兩個(gè)人傳紙條打手勢(shì)作弊,考試題目都是隨機(jī)出的,而且兩個(gè)人提問回答速度要快,快到他們想傳遞消息時(shí)間都不夠用。假如他倆回答的總是一致的,那么就說明他倆真的有心靈感應(yīng)。
如果他倆手忙腳亂的,互相對(duì)不上茬,那么就說明他倆沒有心靈感應(yīng),他倆過去是靠作弊的。這就是延遲決定的原理所在。當(dāng)然他們做實(shí)驗(yàn)的時(shí)候,也做了一邊放偏振片,一邊不放的情況。還做了不放偏振片的情況,反正各種可能都考慮到了。最后得到的結(jié)果,仍然是不符合貝爾不等式,量子糾纏是真實(shí)存在的。這基本上是判了愛因斯坦理論的死刑了。大家現(xiàn)在普遍都認(rèn)為量子力學(xué)是完備的,但是因?yàn)榘⑺古煽颂氐膶?shí)驗(yàn)也還不算是完全沒有漏洞,愛因斯坦的理論還沒徹底死透氣兒。
到現(xiàn)在,大家仍然在不斷地尋找更加嚴(yán)密的貝爾實(shí)驗(yàn)的方式,直到最近才完成了無漏洞的貝爾實(shí)驗(yàn)。但是這個(gè)所謂無漏洞,恐怕你非要雞蛋里挑骨頭,也還是能挑出來毛病的,實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家們還會(huì)再接再厲的把這個(gè)實(shí)驗(yàn)做下去的。
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