Testo
Due fotoni entangled hanno polarizzazioni correlate. Misurati con polarizzatori paralleli, danno sempre lo stesso esito. Perché questa correlazione non basta a concludere che la polarizzazione fosse predeterminata? Argomenta citando le disuguaglianze di Bell e gli esperimenti di Aspect.
Soluzione
La spiegazione “ingenua” (variabili nascoste). Che due fotoni diano sempre lo stesso esito con polarizzatori paralleli si spiegherebbe facilmente supponendo che ciascun fotone porti con sé una “istruzione” fissata all’origine: una polarizzazione predeterminata identica per i due. È l’ipotesi delle variabili nascoste locali: la correlazione sarebbe come quella di due guanti spediti in scatole diverse — se uno è sinistro, l’altro è certamente destro, senza nulla di misterioso.
Perché il solo caso parallelo non decide. Con polarizzatori paralleli entrambe le teorie — quantistica e variabili nascoste — predicono correlazione perfetta. I due modelli sono indistinguibili in quella configurazione: la correlazione perfetta da sola non prova né esclude la predeterminazione.
L’idea di Bell. Bell (1964) mostrò che se si misurano i due fotoni con polarizzatori a angoli diversi (non solo paralleli), le due teorie prevedono correlazioni quantitativamente diverse. Ogni teoria a variabili nascoste locali deve soddisfare una disuguaglianza (di Bell / CHSH) che limita quanto forti possano essere le correlazioni. La meccanica quantistica prevede correlazioni che violano quella disuguaglianza per certe scelte di angoli.
Il verdetto di Aspect. Gli esperimenti di Alain Aspect (1981–1982), e in seguito i test “loophole-free” del 2015, misurano proprio queste correlazioni a più angoli e trovano una violazione delle disuguaglianze di Bell, in accordo con la previsione quantistica.
Conclusione. La correlazione osservata non deriva da polarizzazioni predeterminate localmente: nessuna teoria a variabili nascoste locali può riprodurre i dati. Le proprietà non erano definite prima della misura, e le correlazioni tra i due fotoni sono non locali nel senso di Bell. La natura è genuinamente quantistica, non un orologio nascosto.
Collegamenti
Argomenti: Fisica quantistica Concetti: Entanglement · Polarizzazione e legge di Malus