GHZ EXPERIMENT - A new Mechanical Interpretation of Quantum Correlations - FROM ENTANGLEMENT TO DETERMINISTIC PHYSICAL CORRELATION
MASSIMO BELBUSTI
ABSTRACT (English) The Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ) experiment is generally regarded as one of the most significant demonstrations of quantum correlations that are incompatible with certain forms of local realism. In the standard interpretation, attention is focused on the correlations observed among three entangled photons and on the resulting impossibility of assigning simultaneous pre-existing values to all possible measurement settings. In the present work, the experimental results reported in the literature are fully accepted. The analysis focuses instead on their physical interpretation. Starting from an examination of the actual experimental apparatus and the complete distributions of the eight observed triplets, special attention is drawn to the role played by photons B and C, which must arrive simultaneously at a common optical region in order for the characteristic GHZ correlations to emerge. The analysis suggests the introduction of a composite variable defined as: Q(BC) = B × C representing a collective property of the B-C pair. Through this reformulation, GHZ correlations can be reinterpreted as correlations between photon A and the composite structure Q(BC), reducing the problem from a three-photon correlation to a correlation between two physical systems. An empirical correlation law based on the phase shifts introduced by the measurement apparatus is also proposed. This law reproduces the observed separation between strongly correlated configurations and configurations displaying no dominant correlation. Finally, a possible physical interpretation of the composite structure Q(BC) is discussed, in which the final correlation emerges as a consequence of the interaction between photons B and C within the common region of the apparatus. Within this framework, the tripartite correlation may be interpreted as a transitive property constructed during the experimental process rather than as a fundamental pre-existing property of the entire system. ABSTRACT (Italiano) L'esperimento di Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ) è generalmente considerato una delle più importanti dimostrazioni sperimentali dell'esistenza di correlazioni quantistiche incompatibili con determinate forme di realismo locale. Nella formulazione convenzionale, l'attenzione è concentrata sulle correlazioni osservate tra tre fotoni entangled e sulla conseguente impossibilità di attribuire simultaneamente valori preesistenti a tutte le possibili configurazioni di misura. Nel presente lavoro non vengono messi in discussione i risultati sperimentali pubblicati in letteratura. L'analisi si concentra invece sulla loro interpretazione fisica. Partendo dall'esame dell'apparato sperimentale reale e delle distribuzioni complete delle otto terne osservate, viene evidenziato il ruolo particolare svolto dalla coppia di fotoni B e C, che devono raggiungere simultaneamente una regione comune dell'apparato affinché le correlazioni caratteristiche dell'esperimento possano manifestarsi. L'analisi dei dati suggerisce l'introduzione di una variabile composta definita come: Q(BC) = B × C che rappresenta una proprietà collettiva della coppia B-C. Attraverso tale riformulazione, le correlazioni GHZ possono essere reinterpretate come correlazioni tra il fotone A e la struttura composta Q(BC), riducendo il problema da una correlazione tripartita ad una correlazione tra due sistemi fisici. Viene inoltre proposta una legge empirica di correlazione basata sugli sfasamenti introdotti dagli apparati di misura, capace di riprodurre la separazione osservata tra configurazioni correlate e configurazioni prive di correlazione dominante. Infine viene discussa una possibile interpretazione fisica della struttura composta Q(BC), nella quale la correlazione finale emerge come conseguenza dell'interazione tra i fotoni B e C nella regione comune dell'apparato. In questa prospettiva la correlazione tripartita può essere interpretata come una proprietà transitiva costruita durante il processo sperimentale e non necessariamente come una proprietà fondamentale preesistente dell'intero sistema.
•Jun 21, 2026•0 citations