مزون ها هم نامساوی بل را نقض می كنند

برای اولین بار، نامساوی ِ مشهور ِ بل Bell در كوانتوم مكانیك، در یك آزمایش فیزیك انرژی زیاد آزموده شد. این نامساوی در آزمایش هایی با مزون های B در آزمایشگاه كـِك KEK ِ ژاپن، تا حد سه انحراف …

برای اولین بار، نامساوی ِ مشهور ِ بل Bell در كوانتوم مكانیك، در یك آزمایش فیزیك انرژی زیاد آزموده شد. این نامساوی در آزمایش هایی با مزون های B در آزمایشگاه كـِك KEK ِ ژاپن، تا حد سه انحراف معیار نقض شد و ضمنا این آزمایش ها باز هم پیش بینی های كوانتوم مكانیك را تأیید كردند. قبلا بیشتر آزمایشهای مربوط به نامساوی بل با فوتون ها یا یون ها انجام می شدند. در آزمون های نامساوی بل، ویژگی های زوج ذره هایی را می سنجند كه فاصله شان، از نظر نسبیت خاص، فضاگونه است: یعنی طی آزمایش، زمان كافی برای این كه نور از یكی به دیگری برسد نیست. مثلا در یك آزمایش نوعی نامساوی بل، قطبش یك زوج فوتون را بر حسب زاویه محورهای قطبیگرها نسبت به هم می سنجند. كوانتوم مكانیك پیش بینی می كند بین ذره ها هم بستگی های ناموضعی هم می تواند باشد. این یعنی اگر یك فوتون مثلا در جهت عمودی قطبیده شده باشد، فوتون دیگر زوج آن حتما در جهت افقی قطبیده است، حال فاصله ی دو فوتون هر چه می خواهد باشد. اما بعضی از فیزیك پیشه ها معتقدند این نمی تواند درست باشد، و ذره های كوانتومی باید كمیت های موضعی یی (به اسم ِ متغیرهای نهانی) داشته باشند، كه نمی توانیم بسنجیم شان. بل و دیگران نشان دادند با نوعی آزمایش كه پارامتری به اسم S را می سنجد، می شود بین كوانتوم مكانیك و این نظریه های متغیرهای نهانی فرق گذاشت. به بیان ساده، نظریه های موضعی پیش بینی می كنند S همواره كوچكتر از دو است، در حالیكه پیش بینی كوانتوم مكانیك S=sqr(۲)*۲ است. وقتی S بزرگتر از ۲ می شود، می گویند نامساوی بل نقض شده است. آپولو گو Apollo Go از دانشگاه مركزی ملی تایوان و همكارانش در گروه بـِله Belle این آزمایش را در كارخانه ی B ی كـِك انجام دادند. در این شتابدهنده باریكه های الكترون و پوزیترون با هم برخورد می كنند و ذرات B مزونها و پادذره هایشان را تولید می كنند كه اینها هم به ذرات سبك دیگر وامی پاشند. روج مزونها مثل روج فوتون رفتار می كنند. اما گروه بله Belle، به جای تحلیل هم بستگی بین جهت های قطبش، هم بسته گی های ذره-پادذره را با روشی به اسم برچسب طعم گذاری بررسی كرد. گو Go و همكارانش حساب كردند S=۲.۷۲۵ و خطای این سنجش چنان است كه نامساوی تا حد سه انحراف ِ معیار نقض می شود. گو به فیزیكس وب Physicsweb گفت: "اگر كوانتوم مكانیك یك توصیف بنیادی ِ طبیعت باشد، با هر عدد كوانتومی یی باید هم بستگیهای ناموضعی دیده شود. در این آزمایش عدد كوانتومی ذره-پادذره كمیت ی بسیار بنیادی در فیزیك ِ ذرات است، و شاید نتایج ِ حاصل پی آمدهایی هم در این زمینه داشته باشند. منتظر نظر ذره نظریه پردازهای دیگرم." این گروه بنا دارد هم بستگی های ذره-پادذره را با جزئیات بیشتری بررسی كند و مرز بین مكانیك كلاسیك و كوانتوم مكانیك را بكاود.