Bell不等式理论及实验检验方法的探讨

【摘要】：量子力学是现代物理的支柱之一,大量实验已经极为精确地证明了这一理论并且许多现代科技应用基于这一理论发展起来。然而,自量子力学诞生至今一个多世纪以来,人们发现这一理论的一些基础仍然存在一些未能满意解决的问题。1935年,Einstein. Podolsky和Rosen (EPR)发表了一篇论文,对量子力学的完备性提出质疑,他们坚持相对论定域性原则：任何能量和信息不可能以超光速传递,类空分离体系之间不可能存在超距作用。这一想法与量子力学框架内所包含的非定域超距作用相违背,特别是与量子纠缠态所表现出的奇特性质相矛盾。相对论和量子力学作为现代物理理论的两大基础,其科学性与严密性都对物理学乃至整个科学发展起到举足轻重的作用,而通过实验的方式澄清当前面对的理论分歧将对现代物理学发展具有深远而重大的意义。 本文旨在综述检验Bell不等式相关的理论与实验的进展,探讨可能的新实验方案,以期为量子力学基本理论与所谓的定域隐参量理论的实验检验扩展新的途径。本文第一章是对这一课题作简要介绍。第二章从理论角度阐述该课题的提出、发展及其应用前景等。第三章主要描述Bell不等式的光学实验检验的发展,并比较分析各实验的利弊,为提出更严密的实验方案打下基础。第四章介绍通过核物理与粒子物理实验对Bell不等式进行的检验,分析这类实验的优点和存在的问题。第五章介绍现有的离子类实验,并提出通过离子碰撞实验对Bell不等式进行检验的新的实验方案。