上次说了贝尔不等式,但是因为懒没有把公式的推导过程写出来,以至于后面的陈述都显得苍白无力,所以今天占用一篇文章的篇幅来写写那个神奇的公式是如何推导出来的。
这个公式的是基于‘测的准原则’出发的,一个母粒子在空中分裂成2个粒子A和B,分别向相反的方向飞去,假设在分裂的那一瞬间,粒子A和粒子B的自旋方向就已经确定,在空间坐标系XYZ中:
Ax Ay Az Bx By Bz
+ + + - - - 设出现的几率为N1,
+ + - - - + ......N2
+ - + - + - ......N3
+ - - - + + ......N4
- + + + - - ......N5
- + - + - + ......N6
- - + + + - ......N7
- - - + + + ......N8
假设Pxy的意义是粒子A在x方向上和粒子B在y方向上的协作性,一致的为正,不一致的为负,那么Pxy=-N1-N2+N3+N4+N+N6-N7-N8
同理,Pzy=-N1+N2+N3-N4-N5+N6+N7-N8
Pxz=-N1+N2-N3+N4+N5-N6+N7-N8
|Pxz-Pzy|=|-2N3+2N4+2N5-2N6|=2|(N4+N5)-(N3+N6)|<=2[|(N4+N5)|+|(N3+N6)|]
因为所有出现的概率和为1,既N1+N2+N3+N4+N5+N6+N7+N8=1 带入上式可得
|Pxz-Pzy|<=(N3+N4+N5+N6)+(1-N1-N2-N7-N8)
=>
|Pxz-Pzy|<=1+Pxy
证毕。
贝尔根据量子理论求出,如果A粒子和B粒子的夹角足够小,从数学推导上就会违反贝尔不等式(这个数学推导过于复杂,我不想写了),本来贝尔写出这个不等式是想证明量子力学的错误或者不完备性,但是后来实验证明由量子理论推导出来的结果是对的,没想到成为巩固量子理论的一块金字招牌。
好累啊,该睡觉了,廖缺了一块心病。
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