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 weist die Verletzung einer Bellschen Ungleichung nach. Diese Ungleichung wird von allen lokal-realistischen Theorien erfüllt, sie wird aber von verschränkten Systemen der Quantenmechanik verletzt.

Bell bewies 1964, dass die Resultate bestimmter Experimente (der später so genannten Bell-Tests) quantifizierbaren Einschränkungen unterliegen, wenn sich die untersuchten Systeme gemäß den Annahmen des lokalen 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 lokaler verborgener Variablen nicht konsistent und stützen damit die Position, dass es nicht möglich ist, eine lokal-realistische Erklärung für die beobachteten und von der Quantenmechanik 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. Damit werden 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 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.