مزون ها هم نامساوی بل را نقض می کنند!

برای اولین بار، نامساوی ِ مشهور ِ بل Bell در کوانتوم مکانیک، در یک آزمایش فیزیک انرژی زیاد آزموده شد. این نامساوی در آزمایش هایی با مزون های B در آزمایشگاه کـِک KEK ِ ژاپن، تا حد سه انحراف معیار نقض شد و ضمنا این آزمایش ها باز هم پیش بینی های کوانتوم مکانیک را تأیید کردند. قبلا بیشتر آزمایشهای مربوط به نامساوی بل با فوتون ها یا یون ها انجام می شدند. در آزمون های نامساوی بل، ویژگی های زوج ذره هایی را می سنجند که فاصله شان، از نظر نسبیت خاص، فضاگونه است: یعنی طی آزمایش، زمان کافی برای این که نور از یکی به دیگری برسد نیست. مثلا در یک آزمایش نوعی نامساوی بل، قطبش یک زوج فوتون را بر حسب زاویه محورهای قطبیگرها نسبت به هم می سنجند. کوانتوم مکانیک پیش بینی می کند بین ذره ها هم بستگی های ناموضعی هم می تواند باشد. این یعنی اگر یک فوتون مثلا در جهت عمودی قطبیده شده باشد، فوتون دیگر زوج آن حتما در جهت افقی قطبیده است، حال فاصله ی دو فوتون هر چه می خواهد باشد. اما بعضی از فیزیک پیشه ها معتقدند این نمی تواند درست باشد، و ذره های کوانتومی باید کمیت های موضعی یی (به اسم ِ متغیرهای نهانی) داشته باشند، که نمی توانیم بسنجیم شان. بل و دیگران نشان دادند با نوعی آزمایش که پارامتری به اسم S را می سنجد، می شود بین کوانتوم مکانیک و این نظریه های متغیرهای نهانی فرق گذاشت. به بیان ساده، نظریه های موضعی پیش بینی می کنند S همواره کوچکتر از دو است، در حالیکه پیش بینی کوانتوم مکانیک S=sqr(2)*2 است. وقتی S بزرگتر از 2 می شود، می گویند نامساوی بل نقض شده است. آپولو گو Apollo Go از دانشگاه مرکزی ملی تایوان و همکارانش در گروه بـِله Belle این آزمایش را در کارخانه ی B ی کـِک انجام دادند. در این شتابدهنده باریکه های الکترون و پوزیترون با هم برخورد می کنند و ذرات B مزونها و پادذره هایشان را تولید می کنند که اینها هم به ذرات سبک دیگر وامی پاشند. روج مزونها مثل روج فوتون رفتار می کنند. اما گروه بله Belle، به جای تحلیل هم بستگی بین جهت های قطبش، هم بسته گی های ذره-پادذره را با روشی به اسم برچسب طعم گذاری بررسی کرد. گو Go و همکارانش حساب کردند S=2.725 و خطای این سنجش چنان است که نامساوی تا حد سه انحراف ِ معیار نقض می شود. گو به فیزیکس وب Physicsweb گفت: "اگر کوانتوم مکانیک یک توصیف بنیادی ِ طبیعت باشد، با هر عدد کوانتومی یی باید هم بستگیهای ناموضعی دیده شود. در این آزمایش عدد کوانتومی ذره-پادذره کمیت ی بسیار بنیادی در فیزیک ِ ذرات است، و شاید نتایج ِ حاصل پی آمدهایی هم در این زمینه داشته باشند. منتظر نظر ذره نظریه پردازهای دیگرم." این گروه بنا دارد هم بستگی های ذره-پادذره را با جزئیات بیشتری بررسی کند و مرز بین مکانیک کلاسیک و کوانتوم مکانیک را بکاود.