Bell-Test

Ein Bell-Test (auch: Bell-Experiment oder Test der Bell'schen Ungleichung) ist ein physikalisches Experiment, das dazu dient, zwischen den Vorhersagen der Quantenmechanik und denen lokal-realistischer Theorien (auch als Lokale-Verborgene-Variablen Theorien bezeichnet) zu unterscheiden. Der Test prüft die Einhaltung einer Bellschen Ungleichung. Diese Ungleichung wird von allen lokal-realistischen Theorien erfüllt, sie wird aber von bestimmten verschränkten Systemen der Quantenmechanik verletzt.

Bell bewies 1964, dass die Resultate bestimmter Experimente quantifizierbaren Einschränkungen unterliegen, wenn sich die untersuchten Systeme gemäß den Annahmen von Lokalität und Realismus verhalten. Diese Einschränkungen werden von den Vorhersagen der Quantenmechanik für verschränkte Systeme verletzt. Wenn ein solcher Bell-Test im Labor ausgeführt wird und die erhaltenen Resultate diesen Einschränkungen nicht genügen, dann sind die Ergebnisse mit der Hypothese von Lokalität und Realismus nicht verträglich und stützen stattdessen die Aussage, dass es unmöglich ist, eine lokal-realistische Erklärung für die beobachteten und von der Quantenmechanik richtig beschriebenen Phänomene zu finden.

Seit den frühen 1970er Jahren sind eine Vielzahl solcher Tests auf der ganzen Welt durchgeführt worden und haben jeweils Ergebnisse in Übereinstimmung mit der Quantenmechanik geliefert. Über die Jahre wurden die Experimente immer weiter verbessert, um sogenannte „Schlupflöcher“ zu schließen. Als Schlupflöcher werden dabei Abweichungen des tatsächlichen experimentellen Aufbaus von den idealen Voraussetzungen, auf denen der Beweis der Bellschen Ungleichung beruht, bezeichnet. Eine solche Abweichung ist beispielsweise, dass die Detektoren nicht alle ankommenden Teilchen detektieren oder dass die Wahl der Messeinstellungen und die Messereignisse nicht raumartig voneinander getrennt sind (siehe auch den Abschnitt Schlupflöcher weiter unten). Im Jahr 2015 wurden die ersten als „schlupflochfrei“ bezeichneten Experimente publiziert.