Descifrando la vida a través de la Mecánica Cuántica: ¡descubre el mayor misterio de la humanidad

Se plantea la idea de renunciar a la idea de la realidad independiente del observador. La mecánica clásica sostiene que los objetos existen en el espacio y tiempo independientemente de nosotros, mientras que la mecánica cuántica afirma lo contrario. En cuanto al pasado determinando el presente, la mecánica clásica lo confirma, pero la mecánica cuántica no. Esta última sostiene que la realidad existe como probabilidad hasta que se realiza una medición, y solo se vuelve real cuando nuestro cerebro interpreta la medida. En resumen, parece que la realidad es un producto de la conciencia.

“Cualquiera que no esté sorprendido por la mecánica cuántica aún no la ha entendido”. niels bohr

Así que aquí tenemos el misterio por excelencia que tiene profundas implicaciones teológicas y filosóficas y cuestiona la naturaleza misma de la existencia, la nuestra y la de nuestro universo. ¡La mecánica cuántica parece obedecer solo a la ley de conservación de la rareza! Bienvenido al extraño y maravilloso mundo de la Mecánica Cuántica.

La mecánica cuántica desafía nuestra visión de la intuición y el sentido común y expande nuestra imaginación al máximo, quizás más allá de lo que nos atrevemos a imaginar. ¿Ha llegado la humanidad a algún tipo de límite en nuestra capacidad para comprender la naturaleza, nuestra capacidad para descubrir la verdad? Si es así, ¿qué hay al otro lado de este límite?

¿Es este el mundo espiritual?

La mecánica cuántica analiza cómo se comporta el mundo a nivel atómico, lo que sucede dentro de un átomo. Dos grandes científicos, Einstein y Bohr, debatieron esto durante años en las primeras dos décadas del siglo XX. Einstein pensó que la naturaleza era determinista: una cosa determina a la otra. Entonces, si tuviéramos suficiente conocimiento sobre todas las partículas y fuerzas, podríamos predecir el futuro. La mecánica cuántica no estuvo de acuerdo con este punto de vista. Decía que el universo era indeterminado. Así que Einstein pensó que esta nueva teoría de la mecánica cuántica no estaba necesariamente equivocada. per sepero estaba incompleto, decía algo incorrecto sobre la naturaleza de la realidad (recuerde las palabras de Einstein: ‘Dios no juega a los dados con el mundo’).

Pero espera, ¿qué pasa con esa ley de causalidad?

Donde todo evento tiene una causa anterior, todo lo que nació, tú, yo, el universo tiene una causa anterior. El sentido común dice que la causa siempre precede al efecto. ¡Pero no en el mundo de la mecánica cuántica! Estas leyes de sentido común son violadas. La mecánica cuántica decía que la naturaleza era aleatoria, que los eventos pueden no tener causa y ocurrir sin razón. Entonces, por ejemplo, los eventos de desintegración radiactiva en la naturaleza son espontáneos y completamente impredecibles debido a estos procesos mecánicos cuánticos. Esta incertidumbre e indeterminación era fundamental para la mecánica cuántica. Pero va más allá. Incluso pasó a declarar ‘Acción instantánea a distancia’. Bueno de todos los…….. ¡No hay duda de que Einstein pasó noches en vela por esa declaración ya que era inconsistente con su teoría especial sobre la relatividad!

¡Y pensar que todo este tormento y sufrimiento se desplegó debido a ese maldito experimento de dos rendijas! Gracias Sr. Young.

Experimento de dos rendijas

Cuando se proyecta luz a través de dos rendijas y se detecta en una pantalla, se obtiene un patrón de interferencia estadística que puede ser brillante o oscuro. Aunque Einstein demostró que la luz es una partícula, cuando se envían fotones uno por uno, todavía se produce un patrón de interferencia. Al colocar detectores en las rendijas, se descubrió que cuando se detectan partículas en las rendijas, no se produce un patrón de interferencia, pero cuando no se detectan, sí se produce.

Esto sugiere que el acto de medición en sí mismo es lo que determina si la luz se comporta como una partícula o como una onda. Erwin Schrodinger propuso que los fotones son ondas de probabilidad que se colapsan en una partícula física cuando se realiza una medición. Cuando se mide en las rendijas, se obtiene una partícula, pero cuando se mide en la pantalla, se obtiene un patrón de interferencia.

Experimento de doble rendija de elección retardada

En este experimento, los fotones se envían una vez más a través de las rendijas y se detectan en las rendijas, luego se elige entre ver los datos (contarlos) o borrar los datos y revisar la pantalla. Tenga en cuenta que nuestra elección se realiza después de que lleguen a la pantalla. Y adivinen qué, cuando decidimos contar los datos, obtenemos un agrupamiento estadístico, cuando decidimos borrar los datos, ¡obtenemos una interferencia estadística! ¡Esto es una tontería! Digamos que el experimento se llevó a cabo ayer, y hoy decidimos contar los datos o borrarlos, ¡entonces esto afecta los resultados de ayer! Seguramente el patrón estadístico se determina antes de que elijamos contar o no contar los datos. Pero no funciona de esta manera en la realidad. Entonces, al extraer la información de ‘qué camino’ algún tiempo después de que el fotón viaja a través de la rendija, ¡podemos afectar su comportamiento anterior mientras pasa por las rendijas!

A pesar de que las máquinas han registrado algo en las rendijas y en la pantalla, no hay información en la pantalla hasta que decidimos mirarla.
Cuando elegimos mirarlo, se creará información sobre dónde las partículas golpean la pantalla, y el resultado estará determinado por nuestro conocimiento (o falta de conocimiento) de las partículas en las rendijas.

Si un árbol cae en un bosque y no hay nadie para oírlo caer ¿Hizo ruido?… es lo mismo que preguntar si una partícula pasa por dobles rendijas, digamos ayer, y nadie la busca en la pantalla hasta hoy entonces lo hizo esas partículas golpearon la pantalla ayer? Bueno, la mecánica cuántica dice que no, que no llegaron a la pantalla hasta que alguien los busca, y entonces podemos decir que llegaron a la pantalla ayer.

En 1978, John Wheeler propuso el experimento de elección retardada en el que el método de detección se puede cambiar después de que los fotones hayan pasado a través de las rendijas dobles. Y parece que el fotón no decide si es una partícula o una onda en las dobles rendijas. Es el experimentador el que decide en una etapa posterior cuál es, y esto depende de si el experimentador sabe o no por qué rendija pasó el fotón. Si sabemos por qué rendija pasó, el fotón se comporta como una partícula, si no sabemos por qué rendija pasó el fotón, ¡se comporta como una onda! ¡El comportamiento del fotón en las rendijas parece depender de lo que encuentre el fotón después de haber pasado a través de las rendijas! ¡Entonces, la elección retrasada de los experimentadores está determinando cómo se comportó el fotón en un punto anterior en el tiempo! ¿Podemos cambiar el pasado?

Entonces, ¿son los detectores los que colapsan la función de onda? No de acuerdo con el experimento del borrador cuántico de elección retrasada que descarta la idea de que los detectores están colapsando la función de onda y parece implicar que es nuestra conciencia la que colapsa la función de onda, es decir, que si somos capaces de determinar el ‘cuál camino’ información entonces los resultados son diferentes. Antes de realizar una medición, las partículas permanecen en una superposición de dos estados cuánticos. es decir, la realidad física no se determina hasta que tiene lugar el acto de medir. Es como si el acto de observar lo colocara en un estado u otro. Más sobre Quantum Eraser más adelante…

En Hamlet, Shakespeare escribió: «Ser o no ser, esa es la cuestión». Bueno, aparentemente en el mundo de la mecánica cuántica debe existir y no existir, ¡y también hay algo intermedio!

La interpretación de Copenhague

Es una visión general de la mecánica cuántica ideada principalmente por Niels Bohr y Werner Heisenberg durante su investigación en mecánica cuántica en Copenhague. Se trata de la descripción probabilística e indeterminada de la materia, la naturaleza y la realidad. Es/era la explicación más aceptada de por qué las partículas cuánticas se comportan como lo hacen, la dualidad onda/partícula de la materia, el experimento de las dos rendijas, la superposición de estados y el colapso de un objeto matemático llamado función de onda y la elección un estado de las muchas probabilidades cuando hacemos una observación. Entonces, el acto de observar cambia el universo ya que un evento no observado ni sucedió ni no sucedió. El resultado se determina cuando hacemos la observación colapsando así la función de onda y forzando una elección de probabilidad.

Entrelazamiento cuántico

El entrelazamiento cuántico es cuando las partículas están unidas de tal manera que cuando se mide el estado cuántico de una partícula, se establece instantáneamente el estado cuántico de la otra partícula, independientemente de la distancia. Por ejemplo, si se crean un par de fotones con giros opuestos, y se envía uno de los fotones al otro extremo del universo para medir su giro, el fotón que se queda en casa responde instantáneamente con el giro opuesto. Esto viola el principio de localidad y la barrera cósmica de la velocidad de la luz, lo que según Einstein, muestra deficiencias con la mecánica cuántica.

El comentario de ‘Acción espeluznante a distancia’ de Einstein indicó su rechazo a la no localidad, donde, independientemente de la distancia, las partículas que comparten un estado entrelazado están tan profundamente entrelazadas que los eventos de medición en uno de ellos parecen afectar instantáneamente al otro. Es como si la naturaleza tuviera la capacidad de transmitir información instantáneamente a través del universo.

Einstein, uno de los creadores de la mecánica cuántica, se convirtió en un escéptico ‘cuántico’ y pasó gran parte de su vida ‘tramando’ su caída. Probablemente su ataque más fuerte a la mecánica cuántica fue el artículo de paradoja EPR (Einstein-Podolsky-Rosen) de 1935 que mostró que el entrelazamiento cuántico violaba la teoría especial de la relatividad de Einstein sobre la comunicación más rápida que la luz. Entonces llegaron a la conclusión de que la mecánica cuántica estaba incompleta y propusieron una teoría alternativa llamada «teoría de las variables ocultas».

Sin embargo, el físico irlandés John Bell ideó lo que se conoce como Teorema de Bell en 1964. Pudo probar su teorema a través de la creación de Desigualdades de Bell y experimento tras experimento mostró la violación de estas desigualdades demostrando que la localidad y la ‘teoría de la variable oculta’ eran falsas. y el entrelazamiento cuántico era cierto.

Aspect, el físico francés probó la paradoja EPR en la década de 1980 y demostró que Einstein et al estaban equivocados. Entonces, Einstein, parece que la «acción espeluznante a distancia» es una ley de la mecánica cuántica.

Por supuesto, hoy en día la carrera está en comprender y hacer uso de este extraño fenómeno de enredo, ya que se cree que si esto puede suceder y puede ser explotado y utilizado para las computadoras, entonces el poder de las computadoras será casi ilimitado. Y, por supuesto, el entrelazamiento abre el mundo de la teletransportación cuántica donde los estados cuánticos de los fotones ya se han teletransportado en experimentos. Tal vez la línea ‘transpórtame a Scotty’ se usará en la vida real en un futuro no muy lejano.

Entonces, para aquellos de nosotros a quienes nos gusta pensar que la luna está ahí incluso cuando no la estás mirando, ‘¡Houston, tenemos un problema’! Quizás no sea posible comprender completamente la mecánica cuántica sin comprender completamente la conciencia. Recuerde la cita de Einstein: «La realidad es una ilusión, aunque persistente», que, irónicamente, podría usarse para respaldar las teorías de la mecánica cuántica.

Para terminar

La última palabra por ahora debe dejarse a Richard Feynman, donde resume nuestros pensamientos sobre la mecánica cuántica: «La paradoja es solo un conflicto entre la realidad y tu sentimiento de lo que debería ser la realidad».