SCIENCE 3D | 양자 얽힘 (벨 부등식)

무슨 일이 일어났나

양자 얽힘은 두 알갱이가 하나의 양자 상태를 나눠 가져, 얼마나 멀리 떨어져도 한쪽을 잰 결과가 다른 쪽 결과와 이어져 있는 상태입니다.

APS 에 따르면 1935 년 아인슈타인 · 포돌스키 · 로젠은 생각 실험 논문으로 이 이상함을 짚었고, 아인슈타인은 이를 «먼 거리의 유령 같은 작용» 이라고 불렀습니다.

1964 년 11 월 4 일 실린 벨의 논문은 국소적인 숨은 값 이론이라면 두 쪽 결과의 상관에 넘을 수 없는 한계가 있다는 부등식을 내놓았습니다(APS).

시뮬레이터의 벨 검사(왼쪽 0° · 45°, 오른쪽 22.5° · 67.5° 를 번갈아)에서 얽힌 쌍 1 만 개는 S = 2.85, 숨은 값 모형은 S = 1.99 입니다.

1972 년 · 1982 년 실험에 이어 2015 년 NIST 등의 빈틈을 막은 벨 시험은 국소 실재론을 강하게 배제했고(NIST), 2022 년 노벨 물리학상은 벨 시험을 한 실험가들에게 돌아갔습니다(APS).

💡 생활 속 예시

장갑 한 켤레를 두 상자에 나눠 멀리 보내면 한 상자를 열어 왼쪽을 보는 순간 다른 쪽이 오른쪽임을 알지만, 이것은 처음부터 정해진 «숨은 값» 이라 벨 검사 값이 2 를 넘지 못합니다.
편광 선글라스 두 개를 겹쳐 하나를 돌리면 각도에 따라 어두워지듯, 얽힌 쌍의 결과가 맞는 몫도 두 편광판의 각도 차이로 정해집니다.

🙅 오해 깨기오해 모음 보기

얽힌 두 입자의 결과가 맞는 것은 떠날 때 미리 정해 둔 답(숨은 값)을 들고 갔기 때문이다.
NIST 의 2015 년 빈틈 없는 벨 시험 결과는 국소 실재론(미리 정해진 답 + 빛보다 빠르지 않은 영향)을 강하게 배제했습니다. 출처

누가 왜 찾았나

APS 에 따르면 아인슈타인 · 포돌스키 · 로젠은 1935 년 논문에서 생각 실험으로 얽힘의 이상함을 짚었고, 존 벨은 1964 년 그 물음을 실험으로 가를 수 있는 부등식으로 바꾸었습니다. 1972 년 프리드먼–클라우저, 1982 년 아스페 등의 실험이 이를 시험했고, 2022 년 노벨 물리학상은 벨 시험을 한 실험가들에게 주어졌습니다.

확인된 값

아인슈타인 · 포돌스키 · 로젠의 생각 실험 논문 (1935): 1935 출처
아인슈타인이 붙인 이름 «먼 거리의 유령 같은 작용»: spooky action at a distance 출처
벨의 논문이 실린 날: 1964-11-04 출처
벨 부등식은 국소적 숨은 변수 이론에 한계를 긋는다: Bell inequality 출처
얽힘을 실험으로 본 프리드먼–클라우저 논문 (Phys. Rev. Lett. 28, 938): 1972 출처
더 센 벨 부등식 시험 (아스페 등, Phys. Rev. Lett. 49, 1804): 1982 출처
빈틈을 막은 벨 시험 (NIST 등, 2015): 2015 출처
2022 노벨 물리학상 — 벨 시험을 한 실험가들: 2022 출처

교육과정에서는

한국 2022 · 전자기와 양자 · 양자와 미시세계 [12전자03-02]

출처

https://www.aps.org/apsnews/2005/11/this-month-in-physics-history(확인 2026-11-12)
https://www.aps.org/apsnews/2022/10/john-stewart-bell-quantum-theory(확인 2026-11-12)
https://promo.aps.org/quantum-foundation-collection(확인 2026-11-12)
https://www.nist.gov/news-events/news/2015/11/nist-team-proves-spooky-action-distance-really-real(확인 2026-11-12)

양자 얽힘 (벨 부등식)