Verborgenvariabeletheorieën

Verborgenvariabeletheorieën zijn voorstellen in de kwantummechanica die proberen de probabilistische uitkomsten van metingen te verklaren door aan elke kwantentoestand bijkomende, onderliggende variabelen toe te kennen. Deze variabelen zouden de uitkomsten deterministisch bepalen, waarbij de willekeur die wij waarnemen voortkomt uit onze beperkte kennis van deze variabelen.

Historisch ontstond de discussie uit het EPR-onderzoek van Einstein, Podolsky en Rosen uit 1935, dat stelde dat quantummechanica mogelijk onvolledig is. Bell toonde vervolgens dat lokale verborgenvariabeletheorieën niet alle quantumvoorspellingen kunnen reproduceren; dit resulteerde in Bell-inegaliteiten. Experimenten vanaf Aspect in de jaren tachtig, en vooral loophole-free testen zoals Hensen et al. (2015), Shalm et al. (2015) en Giustina et al. (2015), hebben de QM-voorspellingen voor Bell-violaties ondersteund en laten zien dat lokaal realisme moeilijk houdbaar is.

Een bekend voorbeeld van een verborgenvariabeletheorie is de de Broglie–Bohm (pilot-wave) theorie, die determinisme invoert via een niet-lokale gids-veld en daarmee QM in principe reproduceert. Andere benaderingen zijn vaak contextualistisch (Kochen–Specker). Tegenwoordig blijft de brede consensus in de natuurkunde dat lokale verborgen-variabeletheorieën niet compatibel zijn met QM, terwijl niet-lokale of probabilistische interpretaties wel mogelijk zijn. Verborgenvariabeletheorieën spelen vooral een rol in de historische context en in discussies over realisme en contextualiteit.