Resumo O Experimento de Hardy constitui um tipo de experimento físico pelo qual podemos demonstrar e verificar a validade experimental do Teorema de Bell, o qual afirma que a Mecânica Quântica não é uma teoria física realista local. Aqui, revisitamos a reformulação dada por N.D. Mermin em 1994 da proposta original de L. Hardy apresentada em 1992, definindo conceitos básicos, indicando realizações experimentais e discutindo tópicos relacionados.
Resumo O Experimento de Hardy constitui um tipo de experimento físico pelo qual podemos demonstrar e verificar a validade experimental do Teorema de Bell, o qual afirma que a Mecânica Quântica não é uma teoria física realista local. Aqui, revisitamos a reformulação dada por N.D. Mermin em 1994 da proposta original de L. Hardy apresentada em 1992, definindo conceitos básicos, indicando realizações experimentais e discutindo tópicos relacionados.
O teorema de Bell é o legado mais importante do físico teórico John Bell. Estabelece uma distinção absoluta entre a mecânica quântica e a mecânica clássica, ou seja, não existe regime de variáveis ocultas locais que possam reproduzir todos os resultados da mecânica quântica. Na realidade, o teorema de Bell consiste em uma classe de desigualidades, uma das quais foi demonstrada por John Bell, que no meado dos anos 60 examinou criticamente a proposta apresentada por von Neumann da não-existência de variáveis ocultas. O teorema de Bell ofereceu uma forma de quantificar alguns conceitos associados com o paradoxo EPR e permitiu por fim os testes experimentais de rede quântica versus realismo local
Resumo Tendo como um dos pilares fundamentais o princípio da incerteza de Heisenberg, a construção da Mecânica Quântica (MQ) levou Albert Einstein, Boris Podolsky e Nathan Rosen a formularem, em 1935, o famoso paradoxo EPR, que questionava a completude da teoria. Até 1964, não havia sequer em teoria um teste capaz de distinguir a MQ de hipóteses alternativas baseadas em variáveis ocultas locais. O artigo intitulado “Can Quantum Mechanical Description of Physical Reality Be Considered Complete?” apontava para a incompletude da MQ, diretamente ligada ao caráter probabilístico da teoria, ao qual Einstein se opunha frontalmente. Em 1964, John S. Bell formulou seu teorema, que tornou viáveis os testes experimentais das previsões da MQ. Na década de 1980, iniciaram-se os experimentos cruciais que confirmaram as previsões da MQ sobre o emaranhamento, inaugurando uma nova fase nos estudos sobre os fundamentos da teoria. Em 2022, John Clauser, Alain Aspect e Anton Zeilinger foram agraciados com o Prêmio Nobel de Física pela violação experimental das desigualdades de Bell. O presente trabalho consiste em uma revisão de trabalhos teórico-experimentais, tendo como foco o período de 87 anos que se inicia com a formulação do paradoxo EPR e culmina com a concessão do Prêmio Nobel de 2022. Ao longo da revisão histórica dos trabalhos, são discutidos e problematizados alguns dos tópicos de maior relevância para a teoria quântica, incluindo certas interpretações da MQ. Além dos referidos experimentos, abordaremos ao final dois trabalhos laureados com o Prêmio Nobel de 2012, num contexto de aplicações da MQ em informação e computação quânticas.
Desde que foi proposta a desigualdade de Bell em 1964, vários experimentos foram realizados paracoletar dados que, ao se aplicar na desigualdade, pudéssemos conluir sobre a possibilidade, ou não, da existência de uma teoria determinista e local, que reproduzisse os resultados da mecânica quântica. Muitos desses experimentos se concentram em cobrir possíveis brechas em suas realizações, focando em como os parâmetros são selecionados. Neste artigo, vamos analisar os aspectos teóricos da dedução da desgualdade de Bell, confrontando com a teoria da probabilidade. Mostraremos um modelo (hipotético) que é determinista e local que viola a desigualdade de Bell. Deduziremos uma desigualdade (adotando as mesmas premissas da desigualdade original) mais geral, e veremos que numa de suas formas, nunca é violada. Demonstraremos relações entre as desigualdade de Bell, de CHSH e de Wigner e mostraremos o motivo de suas violações e que não estão necesariamente ligadas com a não localidade ou o realismo. Mostraremos, por meio da teoria da probabilidade, usando apenas um par de parâmetros (θ1,θ2) e algumas premissas razoáveis, a propriedade de não localidade presente na descrição do comportamento de pares de partículas emaranhadas.
Este é um estudo filosófico e histórico do argumento de EPR (1935), que defende que a mecânica quântica é incompleta, e tem sido alvo de intensos debates e críticas desde então. Examino a estrutura lógica do argumento, seguindo comentadores como McGrath, Chibeni e Wessels, e acompanho os primeiros debates envolvendo Einstein, Bohr, Schrödinger, Furry e Bohm. Estudando as primeiras tentativas de testar experimentalmente os chamados estados entrelaçados, aponto para as semelhanças entre a análise feita por Bohm & Aharonov (1957) do experimento de Wu & Shaknov (1950), para a polarização de raios gama, e a desigualdade de Bell (1964). O debate sobre incompletude se transformou com o trabalho de Bell, que obteve um dilema segundo o qual deve-se abandonar ou o realismo (uma tese filosófica) ou a localidade (uma tese física), ou seja, descartar teorias realistas locais. A partir deste dilema, e de um dilema derivado do trabalho de EPR, derivo um argumento a favor da não-localidade independente da tese do realismo.
Apresenta-se aqui uma abordagem introdutoria aos fundamentos da mecânica quântica, objetivando prover um texto acessivel aqueles que possam ter algum interesse em tomar conhecimento do que se pesquisa e o que se pesquisa e o que se discute nessa area. Faz-se uma apresentacao das interpretacoes mais acatadas do formalismo, mostrando os problemas que elas enfrentam, assim como as tentativas de contorna-los. deste modo, aborda-se os problemas de medicao e do paradoxo onda-particula, assim como as tentativas de reinterpretacao do principio da incerteza e as controversias ligadas ao paradoxo de Einstein, Podolski, e Rosen (EPR) e a desigualdade de Bell. Todos estes topicos sao abordados no contexto do confronto dos pontos de vista classicos com a posicao de Bohr-Heisenberg, sendo analisadas as consequencias da mecânica quântica sobre conceitos com realismo, localidade, causalidade e objetivismo, tao presentes na fisica classica
Abstract
A desigualdade de Bell expôs um dos aspectos mais fundamentais da mecânica quântica: a teoria é incompatível com a forma usual de se interpretar conceitos básicos como realidade e localidade. Embora o argumento original de Bell não seja de difícil compreensão, existem maneiras mais acessíveis de demonstrar desigualdades similares. Neste artigo apresentamos duas dessas demonstrações, propostas por Nick Herbert e Asher Peres, ambas muito simples e, ao que parece, relativamente pouco conhecidas apesar de seu interesse pedagógico. Também discutimos como a localidade e elementos de realidade descritos por variáveis ocultas se manifestam nessas demonstrações.