Teorema di Bell: differenze tra le versioni

Elaborato da [[John Stewart Bell]], è considerato un importante contributo a favore della meccanica quantistica, in particolare del suo carattere controintuitivo nel rifiuto della [[Principio di località|località]], toccando questioni fondamentali per la filosofia della [[fisica moderna]].

 

L'articolo del 1964 che espone il teorema è intitolato "''Sul paradosso Einstein-Podolsky-Rosen''"<ref name="Bell 1964">J. S. Bell, ''[http://www.drchinese.com/David/Bell_Compact.pdf On the Einstein Podolsky Rosen Paradox''], Physics '''1''', 195-200 (1964)</ref><ref>J. S. Bell: On the problem of hidden variables in quantum mechanics, Rev. Mod. Phys. 38 (1966)</ref><ref>J. S. Bell, ''Sul paradosso Einstein-Podolsky-Rosen'', in J. S. Bell, ''Dicibile e indicibile in meccanica quantistica'', Milano, Adelphi, 2010, pp. 20-30</ref>. Il [[Paradosso di Einstein-Podolsky-Rosen|paradosso Einstein-Podolsky-Rosen]] (paradosso EPR) è un [[esperimento mentale]] che nel 1935, 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, evidenziò il carattere non locale della meccanica quantistica nella sua [[Interpretazione di Copenaghen|interpretazione ortodossa]], ossia il fenomeno dell'[[Entanglement quantistico|entanglement]], giudicandolo incompatibile con la realtà fisica (da cui il paradosso) e concludendo per l'incompletezza della teoria, cioè per la presenza di variabili nascoste.

 

Ampliando l'"esperimento" del paradosso EPR nella versione proposta da [[David Bohm]] e [[Yakir Aharonov]], in particolare inserendo nel calcolo delle probabilità misure di [[spin]] su angolazioni intermedie rispetto alle sole ortogonali, combinando così più variabili, Bell ha dimostrato che la condizione di realismo locale impone alcune restrizioni delle correlazioni statistiche previste dalla meccanica quantistica tra misure su particelle considerate [[Entanglement quantistico|entangled]]<ref>L'analisi di Bell ha permesso anche di evidenziare che le correlazioni previste mantenendo i principi fondamentali della [[fisica classica]], pur inferiori a 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.</ref>. Di converso, previsioni in completo accordo con la teoria quantistica implicano la rinuncia ad almeno uno fra [[realismo (filosofia)|realismo]] e [[Principio di località|località]]. Ne consegue che la meccanica quantistica è una teoria intrinsecamente non locale, non potendo contenere variabili nascoste che ne modifichino tale caratteristica, e va quindi accettata come tale, o rifiutata. Il teorema non è in grado di escludere variabili nascoste non locali che conservino il principio di realtà.

 

Le restrizioni statistiche evidenziate dal teorema, espresse matematicamente da relazioni di [[disuguaglianza]] chiamate '''disuguaglianze di Bell''', permettono, come suggerito dallo stesso Bell, una verifica sperimentale tramite misure della [[Polarizzazione della radiazione elettromagnetica|polarizzazione]] di fotoni. Gli [[esperimenti sulle disuguaglianze di Bell|esperimenti]], effettuati negli anni ottanta e novanta, avevano indicato con alta probabilità che le disuguaglianze di Bell sono violate. Ulteriori esperimenti effettuati nel corso del 2015 da diversi gruppi indipendenti sono riusciti a soddisfare pienamente le condizioni teoriche previste e a fornire risultati conclusivi<ref> ''Azione inquietante'', Le scienze, Aprile 2019</ref>, fornendo una prova empirica contro il realismo locale e dimostrando che, quelle considerate dal paradosso EPR come "''raccapriccianti azioni a distanza''", sono reali. Questi esperimenti sono ritenuti un'ulteriore prova a favore della meccanica quantistica e dimostrano che il [[principio di località]] deve essere abbandonato, anche nell'ipotesi dell'esistenza di variabili nascoste.