[论文解读] Time and nonlocal realism: Consequences of the before-before experiment

Antoine Suárez|ArXiv.org|Aug 15, 2007

Quantum Mechanics and Applications参考文献 12被引用 6

一句话总结

本文主张，违背莱格列特不等式的实验——如‘先前提及实验’——不仅否定了非定域实在论，还否定了时间有序非定域性，这是玻姆等确定性非定域理论中的核心假设。本文提出一个统一实验，同时展示贝尔不等式与莱格列特不等式的违背，以及在‘先前提及’时间安排下持续存在的非定域关联，从而排除了相对论性、时间有序的非定域模型，并强化了量子纠缠的非因果、非时间性本质。

ABSTRACT

It is argued that recent experiments refuting nonlocal realism, can also be considered as experiments refuting time-ordered nonlocality and, hence, confirming the result of the before-before experiment. However, the before-before experiment provides a broader refutation because it also falsifies the testable relativistic version of Bohm's nonlocal model. All this stresses the interest of a new before-before experiment demonstrating together the failure of time-ordered nonlocality and the violation of the Leggett's inequality.

研究动机与目标

• 证明非定域实在论的实验反驳也否定了时间有序非定域性，这是确定性非定域理论中的关键假设。
• 表明‘先前提及’实验比莱格列特不等式检验提供了更广泛的反驳，因为它排除了玻姆非定域隐变量模型的相对论性、可检验版本。
• 论证时间有序因果性这一假设——玻姆诠释的核心——与涉及运动分束器的相对论性量子实验不相容。
• 提出一项新实验，同时检验贝尔不等式、莱格列特不等式以及在‘先前提及’时间安排下非定域关联的持久性，以全面测试非定域性的范围。
• 强调，放弃定域性和实在论不足以解释量子实验；还必须拒绝时间有序因果性。

提出的方法

• 分析满足莱格列特不等式的非定域实在论理论的结构，强调其对时间有序非定域影响的依赖。
• 应用分束器惯性参考系的相对论框架来定义纠缠实验中的时间顺序，从而预测在‘先前提及’情景下关联应消失。
• 以2001年的‘先前提及’实验作为关键检验：当每个分束器在其自身参考系中首先出现时，量子关联依然存在，这与时间有序非定域模型相矛盾。
• 将苏亚雷斯与斯卡拉尼模型（多重同时性）与玻姆理论进行比较，表明前者在‘先前提及’时间安排下预测关联消失，但该预测已被实验否证。
• 重构非定域实在论的因果结构为一系列时间有序影响的链条，其中鲍勃的结果非定域地依赖于爱丽丝的结果，而两者又依赖于预先存在的属性。
• 提出一项新实验，旨在同时检验贝尔不等式、莱格列特不等式，以及在‘先前提及’时间安排下非定域关联的持久性，以填补非定域性检验中剩余的漏洞。

实验结果

研究问题

• RQ1 实验违背莱格列特不等式是否也排除了时间有序非定域性，这是确定性非定域理论中的基础假设？
• RQ2 ‘先前提及’实验能否被解释为对玻姆非定域隐变量模型的相对论性、可检验版本的否证？
• RQ3 为何玻姆理论与‘先前提及’实验不相容？这对其在非定域理论中时间顺序作用意味着什么？
• RQ4 是否可能设计一项单一实验，同时展示贝尔不等式与莱格列特不等式的违背，同时在相对论性时间安排下保持非定域关联？
• RQ5 ‘先前提及’情景中量子关联的持久存在，对量子力学中因果性与时间的本质意味着什么？

主要发现

• ‘先前提及’实验否定了苏亚雷斯与斯卡拉尼模型，该模型预测当每个分束器在其自身惯性参考系中首先出现时，关联会消失。
• 莱格列特不等式的实验违背不仅是一次实在论检验，更是时间有序非定域性失败的确认。
• 玻姆的非定域理论依赖于一个用于时间顺序的优选参考系，与‘先前提及’实验不相容，因此无法被视为哥本哈根诠释的可行替代。
• 该实验表明，即使在测量事件之间不存在时间顺序时，非定域关联依然存在，这意味着量子力学不依赖于因果时间顺序。
• ‘先前提及’实验中的时间有序非定域性失败意味着，基于时间序列的因果概念必须在量子基础研究中被放弃。
• 一项同时违背贝尔不等式与莱格列特不等式，且在‘先前提及’时间安排下保持非定域关联的统一实验，将是对非定域实在论与时间有序因果性的最全面检验。