Teorema di Bell

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Il Teorema di Bell afferma, nella forma più immediata, che nessuna teoria fisica locale e realistica a variabili nascoste può riprodurre le predizioni della meccanica quantistica.

Considerato come un importante contributo a favore della meccanica quantistica, in particolare del suo carattere controintuitivo nel rifiuto del realismo locale, tocca questioni fondamentali per la filosofia della fisica moderna. È il più famoso lascito del fisico irlandese John Stewart Bell.

Fondamenti[modifica | modifica sorgente]

L'articolo del 1964 che espone il teorema è intitolato "Sul paradosso Einstein-Podolsky-Rosen". [1][2] Il Paradosso Einstein-Podolsky-Rosen (paradosso EPR) è un esperimento mentale che, presumendo valido il realismo locale, ossia le nozioni intuitive che i parametri delle particelle abbiano valori definiti indipendentemente dall'atto di osservazione e che gli effetti fisici abbiano una velocità di propagazione finita, evidenzia come paradossale il carattere non locale della meccanica quantistica nella sua interpretazione ortodossa, concludendo per la sua incompletezza, cioè per la presenza di variabili nascoste.

Ampliando l'"esperimento" del paradosso EPR, in particolare studiando anche rapporti fra misure su angolazioni intermedie, rispetto alle sole ortogonali considerate dai tre predecessori, Bell ha dimostrato che la condizione di realismo locale impone alcune restrizioni delle correlazioni previste dalla meccanica quantistica tra i parametri di particelle definite entangled (originate da uno stesso processo fisico e aventi caratteristiche simmetriche)[3], mentre, di converso, previsioni in completo accordo con la teoria quantistica implicano la rinuncia ad almeno uno fra realismo e località.

Le restrizioni evidenziate, espresse matematicamente da relazioni di disuguaglianza chiamate Disuguaglianze di Bell, permettono, tramite opportune misurazioni, una verifica sperimentale. Gli esperimenti effettuati, pur non riuscendo ancora a soddisfare pienamente le condizioni previste dal teorema e a fornire risultati del tutto conclusivi, indicano con quasi certezza che le disuguaglianze di Bell sono violate, fornendo una prova empirica contro il realismo locale e dimostrando che, quelle considerate dal paradosso EPR "raccapriccianti azioni a distanza", sono reali. Questi esperimenti sono quindi ritenuti un'ulteriore prova a favore della meccanica quantistica, o, più esattamente, dicono che la teoria, anche nell'ipotesi dell'esistenza di variabili nascoste, dovrebbe comunque abbandonare il principio di località.

I principi della relatività speciale sono salvati dal teorema di non-comunicazione, che implica che gli osservatori non possono utilizzare gli effetti quantistici per comunicare informazione a velocità superiore a quella della luce.

Note[modifica | modifica sorgente]

  1. ^ J. S. Bell, On the Einstein Podolsky Rosen Paradox, Physics 1, 195-200 (1964)
  2. ^ John S. Bell, Sul paradosso Einstein-Podolsky-Rosen, in John S. Bell, Dicibile e indicibile in meccanica quantistica, Milano, Adelphi, 2010, pp. 20-30.
  3. ^ L'analisi di Bell ha permesso anche di evidenziare che le correlazioni previste mantenendo i principi fondamentali della fisica classica, oltre che non concidenti con quelle della meccanica quantistica, sono molto superiori a quanto suggerisca il senso comune e a quanto ritenessero gli stessi autori EPR, ciò che avrebbe costituito in ogni caso un grande rinnovamento.

Voci correlate[modifica | modifica sorgente]

Collegamenti esterni[modifica | modifica sorgente]

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