En los experimentos de la prueba de Bell, puede haber los problemas experimentales que afectan a la validez de los resultados experimentales. El " del término; Loopholes" se utiliza con frecuencia para denotar estos problemas. Ver la página en el teorema de Bell para el fondo teórico a estos esfuerzos experimentales (véase también el J. El propósito del experimento es probar si la naturaleza es descrita mejor usar una teoría variable ocultada local o por la hipótesis del enredo de Quantum de los mecánicos de Quantum ).
El " sampling" justo; o " efficiency" el problema es el problema más prominente, y afecta a todos los experimentos realizados hasta la fecha excepto uno (Rowe y otros, 2001). Este problema fue observado primero por Pearle en 1970, y el Clauser y Horne (1974) ideó otro resultado previsto para tomar el cuidado de esto. Algunos resultados también fueron obtenidos en los años 80 pero el tema ha experimentado la investigación significativa estos últimos años. Los muchos experimentos afectados por este problema se ocupan de él sin la excepción usando el " sampling" justo; asunción, más en esto abajo.
Otro problema importante presente en muchas disposiciones experimentales (Rowe incluyendo y otros 2001) es el " locality" problema. Aquí, el problema es que la separación, supuesta para obstaculizar la señalización de la luz-velocidad entre las piezas, no es bastante grande alcanzar esto.
En algunos experimentos también puede haber otras posibilidades que hacen el " realist" local; las explicaciones de de Bell prueban las violaciones posibles, éstas son breve descritas más abajo. Cada uno necesita ser comprobada para y ser defendida hacia fuera antes de que un experimento se pueda decir para eliminar realismo local, y por lo menos en disposiciones modernas, los experimentadores hacen su mejor para reducir estos problemas a un mínimo.
Vale el precisar de que muchos experimentos modernos están dirigidos en la detección del enredo de Quantum algo que eliminando las teorías variables ocultadas locales, y de que la tarea es diferente puesto que una acepta a mecánicos de quántum al principio (ninguÌn enredo sin los mecánicos de Quantum ). Esto se hace regularmente usar el teorema de Bell, pero en esta situación el teorema se utiliza como testigo, una línea divisoria del enredo entre los estados de quántum enredados y los estados de quántum separables y después está, como tal, no como sensible a los problemas descritos aquí.
Las fuentes de error en Bell (óptica) prueban experimentos
En el caso de los experimentos de la prueba de Bell, si hay las fuentes de error (que no es explicado por los experimentalists) que pudieron ser de bastante importancia para explicar porqué un experimento particular da resultados a favor del enredo de Quantum en comparación con el realismo local, se llaman " loopholes." Aquí algunos ejemplos de errores experimentales existentes e hipotéticos se explican. Hay por supuesto fuentes de error en todos los experimentos físicos. Independientemente de si cualesquiera de ésos presentados aquí se han encontrado bastante importantes ser llamado las escapatorias, en general o debido a errores posibles de los ejecutantes de un cierto experimento sabido encontró en literatura, se discute en las secciones subsecuentes. Hay también los experimentos no-ópticos de la prueba de Bell, que no se discuten aquí.
Ejemplo del experimento típico
Como base para nuestra descripción de errores experimentales consideremos un experimento típico del tipo CHSH (véase el cuadro a la derecha). En el experimento la fuente se asume para emitir la luz bajo la forma de pares partícula-como de fotones con cada fotón enviado apagado en direcciones opuestas. Cuando los fotones se detectan simultáneamente (en realidad durante el mismo intervalo del breve periodo de tiempo) en ambos lados del " monitor" de la coincidencia; se cuenta una detección coincidente. En cada lado del " monitor" de la coincidencia; hay dos entradas que aquí se nombran el " +" y el " - " entrada. Los fotones individuales deben (según mecánicos de quántum) toman una decisión y van de un modo u otro en un polarizador de dos vías. Para cada par emitido en la fuente ideal cualquier el " +" o el " - " la entrada en ambos lados detectará un fotón. Las cuatro posibilidades se pueden categorizar como “++”, “+−”, “−+” y “−−” y el número de detecciones simultáneas de los cuatro tipos (N++, N+-, N-+, N--) se cuenta sobre una duración que cubre un número de emisiones de la fuente. Entonces lo que sigue se calcula:
(1) E = (N++ + N-- )/(del − N-+ del − N+- N++ + N-- + N+- + N-+).
Esto se hace con del polarizador girado en dos posiciones que podríamos llamar el " a" y " quot del a'&; y polarizador b en dos posiciones que podríamos llamar el " b" y " quot del b'&; conseguimos tan E (a, b), E (a, b'), E (a', b) y E (b') de a'. Entonces lo que sigue se calcula:
(2) S = E (a, b) − E (a, b ′) + E (un ′, b) + E (un ′ b ′)
El enredo y el realismo local dan valores previstos diverso en S, así el experimento (si no hay fuentes de error substanciales) da una indicación a la cual de las dos teorías mejores corresponder a la realidad.
Fuentes de error en la fuente de luz
Los errores posibles principales en la fuente de luz son:Falta de la invariación rotatoria: La luz de la fuente pudo tener una dirección preferred de la polarización, en este caso no es rotatorio invariante.
Emisiones múltiples: La fuente de luz pudo emitir varios pares al mismo tiempo o dentro de una duración corta que causaba error en la detección.
Fuentes de error en el polarizador óptico
Imperfecciones en el polarizador: El polarizador pudo influenciar la amplitud relativa u otros aspectos de la luz reflejada y transmitida de varias maneras.
Fuentes de error en el detector o los ajustes del detector
El experimento se puede fijar como no pudiendo detectar los fotones simultáneamente en el " +" y " - " entrada en el mismo lado del experimento. Si la fuente puede emitir más de un par de fotones en cualquier un instante a tiempo o cerca a tiempo después de uno otro, por ejemplo, esto podría causar errores en la detección.Imperfecciones en el detector: falta para detectar algunos fotones o detección de los fotones incluso cuando se apaga la fuente de luz (ruido).
Fuentes de error debido al maltratamiento posible de datos
Substracción de detecciones accidentalmente coincidentes: Si una fuente de luz se utiliza que emita los fotones múltiples simultáneamente o dentro de una duración corta podría haber errores porque los fotones de diversos acontecimientos de la emisión se registran como coincidentes. Esto es explicada generalmente por un método de " substracción del accidentials". Si estuvo realizada la manera incorrecta esto pudo afectar el resultado.
Fuentes de error debido a las ideas falsas en la naturaleza de fotones
Podría posiblemente ser que los fotones están descritos más correctamente, en este contexto, como brevemente pulsos de luz que se comportan según teoría electromágnetica clásica. Si tan todos los fotones quieren (para la mayoría de los ángulos) van ambas maneras en los polarizadores ópticos. Entonces, inhabilidad de detectar los fotones en el " +" y " - " entrada al mismo tiempo que pozo como (posiblemente existiendo dependiendo del tipo de detector elegido) el " amplitud del umbral de light" debajo cuál el detector no puede detectar de los fotones pudo afectar los resultados.
Escapatoria de la eficacia de la detección y la asunción justa del muestreo
En experimentos de la prueba de Bell un problema es que la eficacia de la detección puede ser menos de 100%, y éste es siempre el caso en experimentos ópticos. Esto cambia las desigualdades que se utilizarán, por ejemplo la desigualdad CHSH :
Cuando los datos de un experimento se utilizan en la desigualdad una necesita condicionar en ése un " coincidence" ocurrida, eso una detección ocurrió en ambas alas del experimento. Esto cambiará la desigualdad en
En esta fórmula, el denota la eficacia del experimento, formalmente la probabilidad mínima de una coincidencia dada una detección en un lado (Garg y Mermin, 1987; Larsson 1998). En los mecánicos de Quantum, el lado izquierdo alcanza , que es mayor de dos, pero para una eficacia del non-100% la 3ultima fórmula tiene un lado derecho más grande. Y en el bajo rendimiento (debajo de ≈82%), la desigualdad se viola no más.
Generalmente, el " assumption" justo del muestreo; se utiliza en esta situación (alternativo, el " assumption" del ninguno-realce;). Indica que la muestra de pares detectados es representante de los pares emitidos, en este caso el lado derecho antedicho se reduce a 2, con independencia de la eficacia. Observar por favor que esto abarca un tercer postulado necesario para la violación en experimentos de la bajo-eficacia, además (de los dos) postulados del realismo local . No hay desafortunadamente manera de probar experimental si un experimento dado hace el muestreo justo, así que es realmente una asunción del si muy natural.
Hay las pruebas que no son sensibles a este problema, tal como la prueba de Clauser-Horne, pero éstas tienen el mismo funcionamiento que estes 3ultimo de las dos desigualdades arriba; no pueden ser violadas a menos que la eficacia exceda cierto límite. Por ejemplo, en la prueba de Clauser-Horne, el límite es el ⅔ el ≈67% (Eberhard, 199X; Larsson, 2000).
Con solamente una excepción, todos los experimentos de la prueba de Bell hasta la fecha son afectados por este problema, y un experimento óptico típico tiene eficacia alrededor 5-30%. Los límites se persiguen activamente en el momento (2006). La excepción a la regla, los 2001) experimentos de Rowe y otros (se realiza usar dos iones algo que los fotones, y tenía eficacia 100%. Desafortunadamente, tiene sus propios problemas, ve abajo.
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Otras escapatorias
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Substracción de “accidentals”
El ajuste de los datos por la substracción de “accidentals”, aunque costumbre en muchos usos, puede predisponer las pruebas de Bell a favor de teoría de quántum. Después de un período en el cual este hecho ha sido no hecho caso por algunos experimentadores, ahora se acepta de nuevo. El lector debe ser consciente, aunque, que invalida muchos resultados publicados. Los ejemplos notables en los cuales había una gran cantidad de accidentals son experimentos del aspecto (aspecto, 1981-2) y el " temprano; largo-distance" Pruebas de Bell conducidas en Ginebra (Tittel, 1997). Estos experimentos se discuten adentro (Thompson, 2003).
Falta de la invariación rotatoria
La fuente reputa el " rotatorio invariant" si todos los valores variables ocultados posibles (que describen los estados de los pares emitidos) son igualmente probables. La forma general de una prueba de Bell no asume la invariación rotatoria, pero un número de experimentos se han analizado usar una fórmula simplificada que depende de ella. Es posible que no ha habido siempre prueba adecuada para justificar esto. Incluso donde, al igual que generalmente el caso, está general la prueba real aplicada, si las variables ocultadas no son invariantes esto pueden dar lugar rotatorio a las descripciones engañosas de los resultados. Los gráficos pueden ser presentados, por ejemplo, de tarifa de la coincidencia contra la diferencia entre los ajustes a y b, pero si un sistema de experimentos más comprensivo había sido hecho puede ser que se haya puesto de manifiesto que la tarifa dependió de a y de b por separado. Los ejemplos pueden ser experimento de Weihs' (Weihs, 1998), presentado como siendo cerrado la escapatoria del “lugar”, y la demostración de Kwiat del enredo usar “una fuente del fotón del ultrabright” (Kwiat, 1999).
Problemas de sincronización
Hay razón para pensar que eso en algunos experimentos diagonales podría ser causado cuando la ventana de la coincidencia es más corta que algunas de las pulsaciones de luz implicadas (Thompson, 1997). Los experimentos que pudieron ser afectados incluyen uno de la importancia histórica - que del liberto y de Clauser (Freedman, 1972) - que utilizaron una prueba no sullied posiblemente por un de los sobre posibilidades.
Detecciones dobles
En muchos experimentos la electrónica está tal que `simultáneo +' y `-' las cuentas de ambas salidas de un polarizador pueden nunca ocurrir, sólo uno o el otro que es registrado. Debajo de los mecánicos de Quantum, no ocurrirán de todos modos, pero bajo teoría de onda la supresión de estas cuentas hará incluso la predicción básica del realista rendir el “muestreo injusto”. El efecto es insignificante, sin embargo, si las eficacias de la detección son bajas.
Lugar
Otro problema es la escapatoria supuesta del “lugar” o del “luz-cono”. La desigualdad de Bell es motivada por la ausencia de comunicación entre los dos sitios de la medida. En experimentos, esto es asegurada generalmente simplemente prohibiendo el cualquier comunicación de la luz-velocidad de separando los dos sitios y después asegurándose de que la duración de la medida es más corta que el tiempo que llevaría para cualquier señal de la luz-velocidad a partir de un sitio el otro, o de hecho, a la fuente. Un experimento que no hace esto no puede probar realismo local, por razones obvias. Observar que el mecanismo necesario sería necesario mecánicos de Quantum exteriores, y las necesidades de explicar el “enredo” en una gran variedad de disposiciones geométricas, sobre distancias de varios kilómetros, y entre una variedad de sistemas.Hay, hasta ahora, no tan muchos experimentos que eliminan realmente la escapatoria del lugar. Investigación del aspecto apoyado Bell de Juan de ella (véase la página 109 de (Bell, 1987)) y tenía cierta implicación activa con el trabajo, estando en el tablero de examen para el PhD del aspecto. El aspecto mejoró la separación de los sitios e hizo la primera tentativa en realmente tener orientaciones al azar independientes del detector. Weihs y otros mejoraron en esto con una distancia en la pedido de unas centenas metros en su experimento además de usar los ajustes al azar recuperados de un sistema de quántum. Ésta sigue siendo la mejor tentativa hasta la fecha.
Observar ese " Locality" es más hipotéticas que las otras escapatorias posibles en ésa allí no son ninguÌn mecanismo físico sabido que podría causar un problema debido al lugar.
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