(Cheguei no trabalho e descobri que meu volume do Sakurai está em casa!
. Bem, de qualquer forma, lá vai. Qualquer erro
nessa demonstração é de minha responsabilidade.)
Vamos provar que as propriedades das partículas não são predeterminadas, como no caso da cor da bola. Numa linguagem mais
rebuscada, vamos ver que as teorias de variáveis ocultas locais levam a previsões contrárias às da MQ.
Imagine que, ao contrário da bola, em que você mede uma propriedade (cor), vamos imaginar que você meça 3 propriedades.
Vamos chamá-las a, b e c. As duas partículas (vamos chamá-las P e Q) têm propriedades complementares, descritas como a1e a2, b1 e b2, etc.
Isso quer dizer que medir a propriedade b da partícula P com valor b2 implica que uma medição da propriedade b da partícula Q deve resultar
em b1. Porém, não existe correlação entre as propriedades a, b e c. Ou seja, se eu meço P com b2, eu posso medir Q com a1,a2,c1 ou c2.
Vamos então supor que seja possível dividir as partículas P e Q em 8 populações, cada uma com um valor predeterminado de sua propriedade:
P Q
N1 (a1,b1,c1) (a2,b2,c2)
N2 (a1,b1,c2) (a2,b2,c1)
N3 (a1,b2,c1) (a2,b1,c2)
N4 (a2,b1,c1) (a1,b2,c2)
N5 (a1,b2,c2) (a2,b1,c1)
N6 (a2,b1,c2) (a1,b2,c1)
N7 (a2,b2,c1) (a1,b1,c2)
N8 (a2,b2,c2) (a1,b1,c1)
Vou chamar N = N1 + N2 + ... + N8 o total. Assim, a probabilidade de se medir P(a1) e Q(b2) é
Prob(a1,b2) = (N1 + N2)/N
Para P(a1) e Q(c1):
Prob(a1,c1) = (N2 + N5)/N
E para P(c1), Q(b2):
Prob(c1,b2) = (N1 + N4)/N
Daí, como esses números são sempre positivos, podemos chegar na seguinte desigualdade (onde tem < leia-se
menor ou igual):
N1 + N2 < N1 + N2 + N4 + N5
Donde:
Prob(a1,b2) < Prob(a1,c1) + Prob(c1,b2)
Essa é uma
desigualdade de Bell. Você pode aplicar isso para medições de spin ao longo de eixos orientados em direções diferentes.
Segundo a MQ, os resultados desse tipo de medição devem violar essa desigualdade.
Esse tipo de medição já foi feita, e de fato, a desigualdade é violada. Portanto, a suposição de que essas propriedades já "saem"
predeterminadas é falsa.