The relationship between the Bell article in 1964 and its well known inequalities with the Einstein Podolsky Rosen article in 1935 is revisited. Einstein views on quantum mechanics as stated in many circumstances up to his death in 1955 are recalled. The role of David Bohm is shown to be essential to understand the link between Bell and Einstein's views. This link appears not to be as usually recounted.
The relationship between the Bell article in 1964 and its well known inequalities with the Einstein Podolsky Rosen article in 1935 is revisited. Einstein views on quantum mechanics as stated in many circumstances up to his death in 1955 are recalled. The role of David Bohm is shown to be essential to understand the link between Bell and Einstein's views. This link appears not to be as usually recounted.
It’s well known the role of John Bell’s article On the Einstein- Podolsky-Rosen paradox, published in 1964, for having aroused a renewed interest toward the research about Quantum Mechanics foundations, though only after some years it was observed the consequences in stimulating and orienting the reflection and the research work of physicists concerned with the topic. In fact, the interest and the participation in the debate expanded following the article by Clauser, Horne, Holt and Shimony in 1969 on the proposal of experimental tests on Bell’s inequality verify, as well as after contributions and discussion at Varenna Conference in 1970 and the out- comes publication of first generation experimental tests conducted between 1972 and 1976. From John Bell’s scientific correspondence 10 unpublished letters are selected and, from November 1970 to January 1980, these docu- ments testify and confirm an increased involvement in the research on Quantum Mechanics foundations and involve, as interlocutors of the corre- spondence, authors such as Max Jammer, Daniel Evrard, Francois Bonsack Chabat, Louis de Broglie, David Bohm and Basil Hiley.
Expository paper providing a historical survey of the gradual transformation of the "philosophical discussions" between Bohr, Einstein and Schrödinger on foundational issues in quantum mechanics into a quantitative prediction of a new quantum effect, its experimental verification and its proposed (and loudly advertised) applications. The basic idea of the 1935 paper of Einstein-Podolsky-Rosen (EPR) was reformulated by David Bohm for a finite dimensional spin system. This allowed John Bell to derive his inequalities that separate the prediction of quantum entanglement from its possible classical interpretation. We reproduce here their later (1971) version, reviewing on the way the generalization (and mathematical derivation) of Heisenberg's uncertainty relations (due to Weyl and Schrödinger) needed for the passage from EPR to Bell. We also provide an improved derivation of the quantum theoretic violation of Bell's inequalities. Soon after the experimental confirmation of the quantum entanglement (culminating with the work of Alain Aspect) it was Feynman who made public the idea of a quantum computer based on the observed effect.
Abstract This chapter presents a detailed discussion of Bell inequalities and their experimental tests. Starting from the Aharonov-Bohm version of the Einstein-Podolsky-Rosen (EPR) paradox, we review EPR’s criteria for realism and completeness and Bell’s locality condition, before deriving the Clauser-Horne-Shimony-Holt (CHSH) inequality. This is followed by an exposition on Bell’s original inequality and other Bell inequalities by Wigner, as well as Clauser and Horne. We then discuss the milestones in the experimental violation of Bell inequalities, from the experiment of Freedman and Clauser in the 1970s, to the efforts of Aspect et al. in the 1980s, the experiments by the teams of Zeilinger and Gisin in the 1990s, and culminating the loophole-free tests in 2015. Finally we turn to a brief discussion of the interpretations of quantum mechanics, focusing on contrasting the realist views held by, e.g., Einstein and Bell, and the informational views with proponents such as Brukner and Zeilinger
Après avoir introduit le débat sur la mécanique quantique (M.Q.) ouvert en 1935 par A. Einstein et N. Bohr, on décrit l'expérience proposée par D. Bohm et on rappelle les inégalités trouvées par J. Bell pour mettre à l'épreuve la classe de modèles prétendant compléter la M.Q. par des paramètres (cachés) dans le passé commun. Pour des directions de polariseur coplanaires (toujours le cas pour des photons) on montre que la M.Q. viole presque partout ces inégalités. Les propriétés générales des fonctions (d'une variable) satisfaisant aux inégalités de Bell sont examinées en détail pour la comparaison de ces fonctions avec celles prédites par la M.Q., en ce qui concerne les dérivées, les intégrales, les valeurs, les intervalles, les amplitudes et finalement le comportement global; quelques exemples de fonctions « à la Bell » construites pour se rapprocher des prédictions de la M.Q. sont donnés. Il est ainsi mis en évidence une incompatibilité de la M.Q. avec les fonctions satisfaisant aux inégalités de Bell, plus radicale que celle qui résulte du seul examen des inégalités.
Franck Laloë nous invite ici à une approche assez subtile et innovante de l’article EPR. Cet article est difficile, aussi n’a-t-il pas choisi de commenter ses formules scientifiques – d’autant que maintenant le paradoxe EPR est généralement présenté avec le formalisme de David Bohm, de manière nettement plus simple qu’avec le formalisme de l’article initial de 1935. Laloë attire cependant notre attention sur deux résultats assez différents de l’article :- celui mis en avant par Podolsky (et par la plupart des commentateurs encore maintenant) : pour un des deux systèmes, lorsqu’il est très éloigné de l’autre, on peut envisager pour le futur plusieurs types de mesures avec des paramètres de mesure locaux différents ; les éléments de réalité en question déterminent les résultats de mesure pour tous les types possibles, y compris lorsqu’ils correspondent à des observables incompatibles. Ceci remet en question la notion de « variables incompatibles », essentielle dans l’interprétation standard de l’école de Copenhague. Curieusement, ce résultat est souvent présenté comme le résultat principal de l’article EPR.- celui sur lequel Einstein insistait : pour décrire la même réalité physique attachée au système 2, la mécanique quantique peut utiliser plusieurs vecteurs d’états totalement différents, ce qui en fait une théorie redondante.Pendant des décennies, les physiciens ne se sont guère intéressés à l’argument EPR, préférant se préoccuper de questions plus concrètes et moins « philosophiques ». C’est le théorème de Bell qui a tout changé, avec le fameux article de 1964 « On the Einstein-Podolsky-Rosen paradox » où il prolonge très directement le raisonnement de EPR. Partant des mêmes hypothèses, il montre que la mécanique quantique contient des prévisions qui, dans certains cas, sont contradictoires avec les hypothèses de « réalisme local » faites par EPR. Peu après, suivant la suggestion de Clauser, Shimony et coll. (1969) montrant que des expériences étaient possibles en utilisant des photons émis par des atomes dans des cascades entre niveaux, sont apparues les premières expériences. Elles ont pleinement confirmé les prédictions de la mécanique quantique, même quand elles donnent lieu à des violations des inégalités de Bell. De façon plus générale, les concepts d’intrication mis en avant par Schrödinger et par EPR jouent un rôle de plus en plus essentiel à l’heure actuelle dans des champs de recherche tels que la cryptographie quantique et l’information quantique, qui déboucheront peut-être un jour sur des applications concrètes. L’article EPR a réellement été une des contributions scientifiques les plus marquantes dans le domaine de la mécanique quantique depuis son apparition.