結論は、光速を超えた速度があるということが現在の物理学を通して実験されているということを証明したかったので、以下の説明は読みとばしていただいてかまいません。
光速を超えた速度の実在について
局所的作用:
物体Aが物体Bに直接触れるかあるいはBに触れている他のものに触れるときには局所的に影響している。作用が直接的である。
非局所的作用:
非局所性の本性は無媒介の遠隔作用である。物体Aから物体Bに中間の何ものにも接触することなく飛躍する。
重力や電磁気力は距離の2乗に反比例して力は減少する。強い相互作用(核力)、弱い相互作用(放射性元素の崩壊)も距離とともに衰える。非局所的相互作用が仮に存在するとすれば場や他の何ものによっても媒介されていないであろう。途中どれだけ物質をはさみこんでも相互作用を遮蔽することはないであろう。非局所的作用は距離とともに減少しない。非局所的影響は瞬間的である。伝達の速さは光速による制約をうけない。非局所的作用はAからBまでの距離を減衰なしに時間の遅れなしに、空間を越えて結びつく。非局所的相互作用は媒介を要せず弱まることなく、即時的である。
物質が局所的作用を前提とした実験
方解石の間の角度1つ1つに対してPC測定は、多数の光子対を測ったとき一致の割合がどれだけ得られるかを確認する。ベルの定理は方解石間の角度を0°〜90°まで変えていく時に一致の割合がどれだけかということである。
0°ではPC=1(完全に一致)・90°ではPC=0(完全に不一致)
ここで思考実験、光子グリーンの検出器は地球上にあり、ブルー光線の検出器は540光年離れたベテルギウスに、ふたご状態の相関する光は両者の中間地点にある宇宙船から放出される。グリーンの光線を地球にブルーの光線をベテルギウスにと正反対の方向に向けて放射する。500光年隔てられた2つの方解石結晶から、上向き(U)下向き(D)で構成された2進メッセージが時刻を合わせて現れる。
2つの方解石の角度が同じであればPC=1(例えば12時の方向)、つまりグリーンとブルーは完全に一致する。
グリーン UDUDDUDDDUUDDDUU
ブルー UDUDDUDDDUUDDDUU
方解石が同調しているときはベテルギウス上のブルー観測者とグリーン観測者は同一メッセージを受け取る。方解石の角度を変えるにつれてPCが1から0まで変わっていくので、PC=3⁄4となるある角度αが存在する。この角度αは4つの光子対につき一致は(平均)3つあり不一致は1つである。
グリーン UDUDDUDDDUUDDDUU
ブルー UDUUDUDUDUUUDDUD
グリーンのメッセージは記号4つにつき1つの割合でブルーのメッセージと食い違う。
(1/4の割合で不一致)
方解石を12時の方向にそろえる。メッセージが同じであることを観察する。グリーンの方解石をα°回す。1/4の割合で誤りが生じる。ブルーの方解石に関しても同じである。
局所的仮定
ブルーの方解石の回転はブルーのメッセージしか変えることができない。グリーンの方解石はグリーンのメッセージしか変えることができない。これがベルの局所性的仮定である。
図 1
ブルーの方解石をα°回すとブルー系列に対して1⁄4の誤りを生じさせ、グリーンの方解石をα°回すとグリーン系列に1⁄4の誤りを生じさせる。グリーンとブルーの誤りが偶然に一致する場合があるので(偶然の一致が生み出す見かけ上の一致)、方解石が2α°だけずれている時、誤りの比率は2つあるいはそれ以下が予想される。
角度α°における誤りの比率が1/4であればその2倍である2α°では2/4を超えることがない。しかし実験結果は2α°ずれた方解石では不一致が3/4に上がることを示した。
ベルの不等式を破っている。
グリーンとブルーの方解石をどちらも30°傾けると誤りはどれだけになるか?グリーンの動きがブルーのマークを変えることがない(局所性)を仮定すると、誤りはマーク4つあたり2つを超えることはない。しかし、60°で行ったPC測定はマーク4つのうち3つの誤りがあることをしました。したがって局所性の仮定はなりたたない。
上記が意味すること。
実験の仮定は局所的作用である。局所的作用を前提とした実験の結果が著しく喰い違ったということは、局所的な作用は誤りである。局所性を否定するということは、ブルーの観測者がベテルギウス上で方解石を回転させるとき、地球上のグリーンの信号を瞬間的に変えるという結論を承認するということである。
にほんブログ村 にほんブログ村 幸福の科学