EPR 패러독스와 Bell의 정리(EPR paradox and Bell's theorem)에 대한 설명

소개

EPR 패러독스가 나오게 된 배경과 그것에 대한 설명, 그리고 패러독스가 풀리게 되기까지의 과정을 논리와 수식을 사용해서 이해하기 쉽게 자세히 쓴 레포트입니다.
실제 Bell이 쓴 논문과 영문 위키피디아 등을 참고하였으며 자세한 수식까지 이해하기 위해서는 대학교 학부 양자역학 지식이 필요합니다.
참고로 다 영어입니다.

목차

1. Appearance of Quantum Mechanics(양자역학의 등장)

2. Two interpretations of wave function psi(파동함수에 대한 두 종류의 다른 해석)
1) Copenhagen interpretation(코펜하겐 해석)
2) Realism(실재론)

3. Doubts to Copenhagen interpretation(코펜하겐 해석에 대한 의문점)
1) Schrodinger's cat thought experiment(슈뢰딩거의 고양이 사고실험)
2) EPR(Einstain-Podolsky-Rogen) Paradox(EPR 패러독스)
3) Bohm's Hidden variable theory(봄의 숨은 변수 이론)

4. Bell's theorem in EPR paradox and fall of Realism(벨의 정리와 실재론의 몰락)
1) Assumption of realism and hidden variable(실재론과 숨은 변수 이론을 가정)
2) Bell's inequality(벨의 부등식)
3) Violation of Bell's inequality(틀린 벨의 부등식)
4) Aspect's experiment(에스페의 실험)

5. Entanglement and non-locality(얽힘과 비국소성)

6. Reference

본문내용

양자론이 탄생한 시기에 슈뢰딩거의 파동방정식 내에 있는 파동함수에 대한 해석은 크게 두 가지로 나뉘게 됩니다. 코펜하겐 해석과 실재론으로요. 코펜하겐 해석은 파동함수를 '확률'의 파동으로 보았지만 실재론을 지지하는 학자들은 양자 자체의 파동이 파동함수로 표현이 되는거라 하였습니다.
이러한 실재론자들은 다양한 논리를 사용하여 코펜하겐 해석을 반박했는데, 여기서 다루는 것은 슈뢰딩거의 고양이 사고실험과 EPR 패러독스입니다. 이 중 특별히 EPR 패러독스를 다루었으며 아인슈타인은 숨은 변수 이론을 사용하영 이를 설명하려 하였습니다.
하지만 이런 숨은 변수 이론은 벨의 정리에 나오는 벨의 부등식과 실제 실험 결과를 비교한 결과에 의해 깨지게 되고 결국 실재론은 몰락하고 코펜하겐 해석이 우세하게 됩니다.

참고자료

· John S Bell. On the Einstein Podolsky Rosen Paradox. Physics, 1, 195-200(1964)
· 다케우치 가오루 지음, 김재호•이문숙 옮김. 한권으로 충분한 양자론. 199p. 1994/07/15. ISBN 978-89-91373-82-2(04420)
· Bell’s theorem. WIKIPEDIA. https://en.wikipedia.org/wiki/Bell%27s_theorem#cite_note-Bell1964-4
· Quantum correlation. WIKIPIDIA.https://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_correlation