Джон Стюарт Белл: Солтүстік Ирландиялық физик және квант механикасының зерттеушісі
John Stewart Bell
Жон Стюарт Белл – солтүстік ирландиялық физик, квант физикасы мен Белл теоремасын зерттеген. 1990-жылға дейін ғылымға үлкен үлес қосты. Нобель сыйлығына ие болды.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Солтүстік Ирландия физигі (1928–1990)
Northern Irish physicist (1928–1990)
2022 жылы физика саласындағы Нобель сыйлығы Ален Аспектке, Джон Клаузерге және Антон Зелингерге Белл теңсіздіктері және Белл теоремасын эксперименталды түрде растағаны үшін берілді.
In 2022, the Nobel Prize in Physics was awarded to Alain Aspect, John Clauser, and Anton Zeilinger for work on Bell inequalities and the experimental validation of Bell's theorem.
Ерте өмір және еңбек
Белл Солтүстік Ирландияның Белфаст қаласында дүниеге келген. 11 жасында ғалым болуды шешті, ал 16 жасында Белфаст техникалық орта мектебін бітірді. Содан кейін Белл Белфаст Король университетіне түсті, онда 1948 жылы эксперименталды физика бойынша бакалавр дәрежесін, ал бір жылдан соң математикалық физика бойынша бакалавр дәрежесін алды. 1956 жылы Бирмингем университетінде ядролық физика және кванттық өріс теориясы мамандығы бойынша физика ғылымдарының докторы ғылымын қорғады. 1954 жылы ол да физик болған Мэри Россқа үйленді, олармен Ұлыбританияның Малверн қаласындағы үдеткіш физикасы бойынша жұмыс істеген кезде танысқан. Белл жасөспірім шағында вегетариандыққа көшті. Әйелінің айтуынша, Белл атеист болған. Беллдің мансабы Оксфордширдегі Харвелл қаласының жанындағы Ұлыбританияның Атом энергиясын зерттеу мекемесінде, AERE немесе Харвелл зертханасы ретінде белгілі болды. 1960 жылы ол Швейцарияның Женева қаласындағы Еуропалық ядролық зерттеулер ұйымында (CERN, Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire) жұмыс істеді. Ол негізінен теориялық бөлшектер физикасы және үдеткіштерді жобалаумен айналысты, бірақ кванттық теорияның негіздерін зерттеуге де уақыт тапты. 1987 жылы Америка өнер және ғылым академиясының шетелдік құрметті мүшесі болып сайланды. Мансабындағы маңызды оқиға ретінде Белл Джон Брэдбери Сайкс, М. Дж. Кирсли және В. Х. Ридпен бірге Лев Ландау мен Евгений Лифшицтің он томдық "Теориялық физика курсы" бірнеше томын аударды, осы еңбектерді ағылшын тілді оқырмандарға аудармада қолжетімді етіп, олардың барлығы бүгінгі күнге дейін басылымда. Белл пилоттық толқын теориясын қолдады. 1987 жылы Гирарди–Римини–Вебер теориясынан шабыт алып, ол құлдырау теориясын да жақтады. Кванттық механиканы түсіндіру туралы ол былай деді: "Шындығында, мен білмеймін. Мен үшін бұл – сатуға дайын шешімім бар нәрсе емес!"
Bell was born in Belfast, Northern Ireland. When he was 11 years old, he decided to be a scientist, and at 16 graduated from Belfast Technical High School. Bell then attended the Queen's University of Belfast, where, in 1948, he obtained a bachelor's degree in experimental physics and, a year later, a bachelor's degree in mathematical physics. He went on to complete a PhD in physics at the University of Birmingham in 1956, specialising in nuclear physics and quantum field theory. In 1954, he married Mary Ross, also a physicist, whom he had met while working on accelerator physics at Malvern, UK. Bell became a vegetarian in his teen years. According to his wife, Bell was an atheist. Bell's career began with the UK Atomic Energy Research Establishment, near Harwell, Oxfordshire, known as AERE or Harwell Laboratory. In 1960, he moved to work for the European Organization for Nuclear Research (CERN, Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire), in Geneva, Switzerland. There he worked almost exclusively on theoretical particle physics and on accelerator design, but found time to pursue a major avocation, investigating the foundations of quantum theory. He was elected a Foreign Honorary Member of the American Academy of Arts and Sciences in 1987. Also of significance during his career, Bell, together with John Bradbury Sykes, M. J. Kearsley, and W. H. Reid, translated several volumes of the ten volume Course of Theoretical Physics of Lev Landau and Evgeny Lifshitz, making these works available to an English speaking audience in translation, all of which remain in print. Bell was a proponent of pilot wave theory. In 1987, inspired by Ghirardi–Rimini–Weber theory, he also advocated collapse theories. He said about the interpretation of quantum mechanics: "Well, you see, I don't really know. For me it's not something where I have a solution to sell!"
Белл теоремасы
1964 жылы Белл CERN-нен бір жылдық демалыс алып, осы уақытты Стенфорд университетінде, Висконсин университеті мен Брандейс университетінде өткізгеннен кейін «Эйнштейн-Подольский-Розен парадоксы туралы» деген мақала жазды. Бұл жұмысында ол EPR талдауын дамыту арқылы атақты Белл теоремасын шығаруға болатынын көрсетті. Барлық классикалық жағдайларға қолданылатын негізгі қағидалардан туындаған теңсіздік кванттық теориямен қайшы келеді. Белл теңсіздігінің – EPR талдауымен байланысты – қандай мағына беретіні туралы пікірталас бар. Белл жергілікті жасырын айнымалылар ғана емес, сонымен қатар кез келген жергілікті теориялық түсіндірмелер кванттық теорияның болжамдарымен келіспеуі керек деп мәлімдеді: «Бомның спиндік бөлшектерді қамтитын EPR корреляцияларының мысалында азайтылмас нонлокальдық бар екені белгілі». Басқаша интерпретация бойынша, жалпы алғанда барлық жергілікті теориялар емес, тек жергілікті жасырын айнымалылар теориялары (немесе «жергілікті реалистік» теориялар) ғана кванттық теорияның болжамдарымен үйлесімсіз екені көрсетілген.
In 1964, after a year's leave from CERN that he spent at Stanford University, the University of Wisconsin–Madison and Brandeis University, Bell wrote a paper entitled "On the Einstein–Podolsky–Rosen paradox". In this work, he showed that carrying forward EPR's analysis permits one to derive the famous Bell's theorem. The resultant inequality, derived from basic assumptions that apply to all classical situations, is violated by quantum theory. There is some disagreement regarding what Bell's inequality—in conjunction with the EPR analysis—can be said to imply. Bell held that not only local hidden variables, but any and all local theoretical explanations must conflict with the predictions of quantum theory: "It is known that with Bohm's example of EPR correlations, involving particles with spin, there is an irreducible nonlocality." According to an alternative interpretation, not all local theories in general, but only local hidden variables theories (or "local realist" theories) have shown to be incompatible with the predictions of quantum theory.
Мұра
2008 жылы Торонто университетінің Кванттық ақпарат және кванттық бақылау орталығы Джон Стюарт Белл сыйлығын құрды. Бұл сыйлық алдыңғы алты жылда жарияланған маңызды еңбектер үшін екі жылда бір рет беріледі. Бұл награда кванттық механиканың негіздері және осы принциптердің қолданылуы саласындағы маңызды жетістіктерді мойындайды. 2009 жылы Ален Аспект алғашқы сыйлықты Николас Гиссинге кванттық физиканың негіздері мен қолданбалары бойынша теориялық және тәжірибелік жұмыстары үшін табыс етті, атап айтқанда кванттық белгісіздік, кванттық криптография және кванттық телепортация салаларындағы еңбектері үшін. Женеваға жақын Мейриндегі CERN ғимаратында Джон Стюарт Беллдің құрметіне "Белл жолы" деп аталған көше бар. 2016 жылы оның CERN-дегі әріптесі Рейнхольд Бертльман "Беллдің әлемі: Жеке естелік" атты еңбегінде Бертльманның шұлықтары туралы Беллдің мақаласын тапқандағы таңғалуын егжей-тегжейлі сипаттады, онда Белл ЭПР парадоксын шұлықтармен салыстырған. Белл теоремасын жариялаған күні, 4 қараша, оның құрметіне арналған күн ретінде белгіленді.
In 2008, the John Stewart Bell Prize was created by the Centre for Quantum Information and Quantum Control at the University of Toronto. The prize is awarded every other year for significant contributions first published during the six preceding years. The award recognizes major advances relating to the foundations of quantum mechanics and to the applications of these principles. In 2009, the first award was presented by Alain Aspect to Nicolas Gisin for his theoretical and experimental work on foundations and applications of quantum physics — notably quantum nonlocality, quantum cryptography, and quantum teleportation. At the CERN site in Meyrin, close to Geneva, there is a street called Route Bell in honour of John Stewart Bell. In 2016, his colleague from CERN, Reinhold Bertlmann, wrote a lengthy piece, "Bell's Universe: A Personal Recollection", explaining in some detail his amazement at finding out about Bell's paper on Bertlmann's socks, in which Bell compared the EPR paradox with socks. A day was named after him, referring to the date he released Bell's Theorem, 4 November.