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  • Inicio > Historias > Bla bla bla cuántico

    Bla bla bla cuántico

    Continuación de La interpretación de los universos múltiples y Mecánica cuántica para materialistas

    En la presente entrada intentaré que el lector termine con al menos la sensación de que el proceso de medida en mecánica cuántica no tiene nada de mágico y que el observador no juega necesariamente ningún papel relevante. Además espero dar una primera pincelada de dos ideas que uno suele ver mencionadas en las noticias de experimentos cuánticos como algo que sólo un doctorado en física podría entender: entrelazamiento y decoherencia.

    Volvamos al experimento de la última entrada


    Veíamos que la contribución de la configuración correspondiente a un fotón que viene hacia el espejo A e incide posteriormente en el detector E (configuración AE) es cero porque los "flujos de amplitud" correspondiente al camino ABDE y ACDE interfieren destructivamente anulándose entre ellas. Mientras que la contribución ABDF y ACDF interfieren constructivamente, de tal manera que el resultado final es que se da la configuración AF, es decir, un fotón que viene de A y activa el detector F.

    Qué ocurría sin embargo si impedíamos de alguna manera que el fotón pudiese ir por alguno de los caminos, por ejemplo tapando el camino BD.


    En ese caso destruimos la posibilidad de interferencia y ahora tenemos un 50% de probabilidades de que el fotón active cada detector.

    Este resultado no resulta demasiado extraño hasta que deducimos de este montaje experimental que el panel en BD puede ser colocado después de que el fotón haya incidido en el espejo A y se encuentre en vuelo hacia B o hacia C. Aún así, la regla de las amplitudes nos dice que el resultado del experimento no cambiaría. El bla bla cuántico que encontramos normalmente en las explicaciones de este tipo de experimentos diría algo así: "el fotón tenía caminos alternativos. Es cuando impedimos una de esas alternativas que cambiamos el resultado del experimento y evitamos la interferencia. ¿Por qué?. Porque entonces sabemos el camino que ha escogido el fotón y no es otro que ACD".

    Pero el panel en BD puede ser una cosa compleja. Los espejos también lo son: están hechos de átomos al fin y al cabo. Por tanto simplifiquemos aún más el experimento he introduzcamos un aparato de medida lo más sencillo posible. Conceptualmente se trata simplemente de un sistema físico de dos estados (activado/no activado) que responde al paso del fotón --en la figura Sensitive Thingy S--


    El lector que esté dudando si no es demasiado conceptual e imposible de llevar a la práctica, decir que los físicos hacen cosas todavía más increíbles, como en este experimento reciente: Reincarnation can save Schrödinger’s cat

    El detector S introduce una distinción entre los caminos ACD y ABD. De esa forma, las configuraciones ACDE y ABDE son distinguibles porque en el primer caso S se activa y en el segundo no. Así, de nuevo hemos eliminado la interferencia y el resultado del experimento es el mismo que anteriormente.

    Ahora viene lo interesante. Decimos que el detecto S está entrelazado con nuestro experimento. Y al proceso de eliminar la interferencia se denomina decoherencia. Y lo más importante. Para que esta decoherencia actúe no es necesario ni siquiera conocer si el detector S se ha activado o no. Lo que cuenta es que la configuración AE, es decir, el fotón incidiendo en el espejo A y activando el detector E ya no existe. Ahora en su lugar tenemos la configuración AE S(activado) y la configuración AE S(no activado). Ese es el entrelazamiento entre el experimento y el detector la que ha producido la decoherencia. Se ha realizado una medida y ¡no sólo no hay observador, sino que ni siquiera sabemos el resultado de la medida!. Y aún así hemos cambiado el resultado dele experimento.

    Todavía alguien podría decir que el experimentador (posible observador) preparó el experimento con el detector y en ese momento influyó en producir la decoherencia. Pero el papel del detector S lo podría haber hecho por ejemplo un átomo que pasaba por allí y emitió un fotón al interaccionar con nuestro fotón original. Es decir, es la interacción con otro sistema físico lo que produce la decoherencia --quizás veamos en otra entrada que ese es uno de los grandes problemas para construir un ordenador cuańtico en la práctica: mantener la interferencia cuántica del sistema físico de posibles interacciones con el entorno--.

    La mecánica cuántica no es magia, ni difícil de entender --al menos en lo que los conceptos básicos se refiere--. Ese es otro de los mitos que se ha perpetuado desde que la gente le dio por pensar que nuestra imagen del mundo clásico sí que era sencilla y directa. Trescientos años de mecánica clásica nos hicieron olvidar lo que vemos claramente en los estudiantes cuando introducimos por ejemplo el principio de inercia. Que nuestro cerebro sigue siendo aristotélico. Quizás también tenga algo que ver con una jerga que llevada al extremo termina en engendros como ¡¿Y tú que sabes?!. Imaginación sin conocimiento es alimento de ignorancia.

    2008-08-12 20:55 | Fisica | 3 Comentarios


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    Comentarios

    1
    De: malagueña Fecha: 2008-08-14 18:46

    Sería interesante que recomendaras libros donde poder informarse de forma "sencilla" sobre la mecánica cuántica.
    Gracias.



    2
    De: Pedro J. Fecha: 2008-08-14 23:42

    Depende exactamente de lo que quieras aprender y de donde partas. No hay muy buenos libros de divulgación en mecánica cuántica. Pero te puede recomendar dos y en ese orden

    En busca del gato de Schrödinger. John Gribbin.

    Electrodinámica Cuántica: La extraña teoría de la luz y la materia. Richard Feynman.
    Gribbin habla un poco más de todo y en algunas partes se explica mejor que en otras y Feynman habla de cosas más específicas pero se explica fantásticamente bien todo el tiempo.
    Ambos están publicados en español. Si lees inglés tienes un libro actualizado de Gribbin --el que te recomiendo es del año 85-- y puedes comprarlos los dos juntos en Amazon

    También (si lees inglés) puedes ver las recomendaciones que te hace Amazon en
    The Motivated Layman's Path towards Quantum Enlightnment y contrastarla con las recomendaciones en este post.



    3
    De: malagueña Fecha: 2008-08-15 12:13

    Muchas gracias por las recomendaciones, el tema me interesa muchísimo, aunque prefiero las lecturas en español.
    Sobre lo que dices de aprender, todo lo que pueda y parto de mis conocimientos de ingeniería.
    Felicidades por tu blog, soy una seguidora.
    Saludos.



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