¿El colapso de la función de onda ocurre inmediatamente en todas partes?

Esa no es realmente la pregunta correcta para hacer. Nunca medimos funciones de onda. Medimos propiedades como la posición, el momento, la energía de un electrón. Si el electrón gira hacia arriba o hacia abajo. El comportamiento de estas propiedades no coincide con lo que cabría esperar de la física clásica. Las funciones de onda son una construcción matemática que ayuda a predecir qué medidas podemos esperar.

En la física clásica, un electrón es una pequeña partícula puntual. Sigue una trayectoria. Una fuerza actúa suavemente para cambiar la trayectoria. Puede medir la posición y el impulso en cualquier momento que desee con una precisión arbitrariamente buena sin alterar la trayectoria.

Por el contrario, en la mecánica cuántica, el efecto del mundo exterior sobre un electrón a menudo se describe mejor mediante interacciones discretas. Podemos conocer un valor medido de antemano. Podemos volver a medirlo después. Pero no vemos lo que sucede durante una interacción. Estos tipos de interacción cambian el estado del electrón, pero pueden darnos información sobre el electrón. Podemos usarlos para hacer mediciones del electrón.

Una interacción típica de este tipo sería hacer brillar una luz sobre un electrón y aprender cosas por cómo se refleja. Pero la luz viene en bultos llamados fotones. Hacer rebotar un fotón en un electrón puede informarle sobre el electrón, pero también cambia la energía y el momento del electrón.

Puede usar un fotón de longitud de onda corta, que puede estar bien localizado. Esto le dirá con mayor precisión dónde se produjo el reflejo. Pero un fotón de longitud de onda corta es de alta energía. Le da al electrón una fuerte patada que no se puede determinar con mucha precisión. Así que no sabes muy bien el momento o la energía del electrón después.

Puedes usar una longitud de onda larga para hacer que la patada sea tan suave como quieras. Pero no sabes con mucha precisión dónde está este fotón. No se puede aprender tanto sobre dónde está el electrón.

Esta relación inversa entre conocer con precisión la posición y conocer con precisión el momento resulta ser fundamental, no solo una limitación en la medición. Es una de las razones por las que las ondas se utilizan para describir la realidad. Un electrón no tiene una posición o momento preciso. Siempre tiene un rango de posibles posiciones y momentos.

Estos rangos son diferentes de cualquier cosa clásica. Una bolsa de gas no tiene un tamaño o forma definidos, y siempre se extiende hasta cierto punto. Algunas partes pueden ir rápido y otras lento. Pero en todas partes dentro de la bolsa hay una cantidad definida de gas y esa parte tiene un impulso definido. Un electrón no es así.

Puede disparar un electrón a través del vacío a una pantalla de vidrio cubierta de fósforo. Si prepara el electrón en un estado extendido, el electrón tiene alguna presencia en todas partes en la cámara de vacío. Lo sabes porque puede aparecer en cualquier parte de la pantalla con la misma probabilidad. Pero es un error pensar que en todos los lugares de la cámara hay algún fragmento de electrón. Cuando el electrón golpea la pantalla, golpea un átomo de fósforo y lo hace emitir luz. Los otros átomos no están perturbados. Si repite el experimento, encontrará puntos de luz distribuidos uniformemente sobre la pantalla.

También es erróneo pensar que el electrón es solo una partícula, y aprendes dónde está cuando golpea la pantalla. En el estado extendido, no tiene una posición. No hay forma de predecir qué átomo será golpeado. Si pones dos rendijas en el camino, el electrón atravesará ambas rendijas a la vez e interferirá consigo mismo como una onda en el otro lado. Todavía encontrarías que un electrón enciende un átomo. Pero la distribución se concentraría donde se suma la interferencia y menos donde se anula.

Un electrón siempre tiene un rango de posiciones posibles. Ese rango puede ser tan grande como una cámara de vacío o tan pequeño como un átomo. Puede ser mucho más pequeño. Ningún experimento ha encontrado un límite en cuanto a qué tan pequeño. pero no puede ser$0$. Si el rango de posición es pequeño, el rango de momento es necesariamente grande. El electrón en este estado no tiene velocidad. No hay forma de predecir cuánto tiempo llevará viajar a algún lugar. Tiene un rango de velocidades y puedes predecir un rango de tiempos.

Si quieres hacer física con ese electrón, necesitas describir sus propiedades y comportamiento con matemáticas.

Dado que el electrón tiene cierta presencia en una región extendida del espacio, lo describe con una función en esa región. El valor de la función describe la "cantidad" de presencia. El electrón interfiere consigo mismo como una onda porque tiene una fase como una onda. Entonces el valor debe tener tanto una magnitud como una fase. Los números complejos encajan. Esta función le dice todo lo que hay que saber sobre la posición de la elección. La transformada de Fourier te dice todo lo que hay que saber sobre el impulso. La función describe completamente el estado del electrón.

Otras consideraciones sobre la conservación de la energía conducen a la ecuación de Schrödinger. Esto le permite predecir la forma de la función de onda en presencia de un campo eléctrico, o cómo evoluciona en el tiempo. La ecuación de Schrödinger es una función de onda. El estado evoluciona como una onda y se llama función de onda.

Esto solo funciona entre interacciones. Una interacción reemplaza el estado por uno nuevo. Una vez que se realiza la interacción, la ecuación de Schrödinger le dirá cómo evolucionará en el tiempo.

La ecuación de Schrödinger predice cómo evolucionará el estado del electrón cuando el electrón cruce una cámara de vacío. Predice que el electrón tendrá una presencia uniforme en la pantalla. Dado que el electrón solo tiene una posición extendida sobre la pantalla, ni la ecuación de Schrödinger ni ninguna otra cosa puede predecir qué átomo será golpeado. Una vez que un átomo ha sido golpeado y el electrón tiene un nuevo estado, la ecuación de Schrödinger predice cómo evolucionará el nuevo estado.

La mecánica cuántica funciona muy bien y ha sido verificada experimentalmente muchas veces de muchas maneras. Pero hay algunos problemas obvios con él.

Hay una ley perfectamente válida que funciona siempre que el electrón no interactúe con nada más. Algo más debe describir la interacción. Y luego de vuelta a la primera ley.

Esto simplemente no huele bien. La mecánica cuántica deja espacio para las "interpretaciones", que son mecanismos que explican las partes de la teoría que no se pueden medir. La descripción hasta ahora ha sido la interpretación de Copenhague. Nadie ha definido exactamente qué es una interacción, o qué sucede exactamente cuando colapsa la función de onda no observable.

La gente ha pensado en cómo arreglar esto. Una forma es la interpretación de Muchos Mundos. En él, la función de onda nunca colapsa. Simplemente continúa evolucionando.

Cuando un electrón golpea una pantalla, la función de onda encuentra muchos átomos. Cada átomo tiene fuertes campos eléctricos que afectan la evolución de la parte de la función de onda cercana a él. Hay muchos estados en los que podría entrar el electrón, cada uno de los cuales describe al electrón después de encontrarse con un átomo diferente. El verdadero estado electrónico es una superposición de todos ellos.

Todos los átomos tienen funciones de onda. Tienen estados fundamentales y estados excitados. Cada átomo se ve fuertemente afectado por la parte de la función de onda electrónica cercana a él y débilmente afectado por el resto. Cada átomo entra en una superposición de estados fundamental y excitado. Hay una pequeña amplitud en la que está excitado y una gran amplitud en el estado fundamental.

El mundo se divide en una superposición de muchos estados. Cada estado evoluciona de acuerdo con la ecuación de Schrödinger y nunca interactúa con los otros estados. En efecto, el mundo se ha dividido en muchos mundos. Cada mundo es completo en sí mismo y no es consciente de los demás.

La interpretación de muchos mundos tiene la ventaja de ser la interpretación matemática más sencilla de la función de onda. El inconveniente es tener que aceptar que el mundo se está dividiendo continuamente a un ritmo inimaginable, y simplemente no somos conscientes de ello.

¿Qué es una función de onda? Es una función matemática que depende de la energía y el momento o del espacio y el tiempo,$Ψ(p_x,p_y,p_z)$o$Ψ(x,y,z,t)$(en su forma simple). Esta función es una solución de una ecuación de onda, una ecuación diferencial de segundo orden.

Las funciones matemáticas son mil millones, ¿cuál es la conexión de la función de onda con las cantidades físicas medibles ? La conexión se postula axiomáticamente en los postulados de la mecánica cuántica¨ ,$Ψ^*Ψ$es la distribución de probabilidad de los productos de la interacción; esto significa que se deben realizar varias mediciones con las condiciones de contorno exactas para obtener una distribución experimental para comparar con la teoría que ha calculado la función de onda . Entonces, la función matemática en sí misma no se atribuye directamente a un evento dado, por lo que no puede medirse.

¿Cómo se realiza una medición? Por interacción. Cada interacción cambia las condiciones de contorno y, por lo tanto, las características matemáticas específicas.$Ψ$es diferente antes o después de la medición. Eso es el colapso , el cambio de la función de onda específica.

Usted declara:

la función de onda colapsa inmediatamente en todas partes.

Si uno tiene que elegir una función de onda diferente, dado que es una construcción matemática, por supuesto que puede cambiar inmediatamente en todas partes.

He encontrado útil para comprender la diferencia entre las distribuciones de probabilidad y la necesidad de una función de onda diferente, para contemplar el experimento de doble rendija de un solo electrón.

Cada pequeño punto parece aleatorio, pero es una materialización del "colapso de la función de onda" (por cierto, creo que el término colapso no es muy inteligente, la función de onda no es un globo).

Antes de que el electrón golpee la pantalla, tiene una$Ψ$, después de que golpea la pantalla, tiene otra dada por las nuevas condiciones de contorno: el electrón interactuando con los átomos en la pantalla, una función completamente diferente.

¿Toma tiempo para la transformación? Por supuesto, como la interacción es electromagnética, nada es "inmediato" en ese sentido, se necesita tiempo para cambiar las condiciones de contorno experimentales. Sin embargo, tenga en cuenta que el resultado de un electrón es un solo punto , no una función en el espacio y el tiempo en todo el lugar. La distribución de probabilidad responsable de la acumulación de muchos puntos está limitada por las condiciones de contorno del problema original "dispersión de electrones en dos rendijas dada la distancia entre sí, dado el ancho".

No hay forma de saber si el colapso de la función de onda está inmediatamente en todas partes (lo que sea que eso signifique en un universo relativista), porque el colapso de la función de onda no tiene consecuencias observables.

La Interpretación de Everett de la mecánica cuántica (también conocida engañosamente como la 'Interpretación de muchos mundos') explica todas las observaciones sin requerir el colapso de la función de onda. Dado que la Interpretación de Copenhague (con colapso de la función de onda) y la Interpretación de Everett (sin colapso de la función de onda) hacen exactamente las mismas predicciones sobre lo que observaría, no hay forma de distinguirlas experimentalmente. Y dado que no se puede observar el colapso de la función de onda, no hay forma de saber si es instantáneo.

Sin embargo, si elige interpretar las observaciones utilizando la Interpretación de Copenhague, eso requiere que el colapso sea instantáneo, más rápido que la luz, retrocediendo en el tiempo y irreversiblemente reversible.

Si separa un par de partículas entrelazadas, las medidas de una se correlacionan con las medidas de la otra incluso cuando las partículas están separadas como en el espacio (lo que significa que tiene que moverse más rápido que la luz para pasar de un evento al otro). Si el colapso y la elección del resultado ocurren en el momento de la medición, entonces la influencia de uno tiene que moverse más rápido que la luz para decirle a la otra medición cómo responder. La decisión tampoco se puede hornear en las partículas antes de que se separen; esto se llama teoría de 'variables ocultas' y viola las desigualdades de Bell, que se ha demostrado experimentalmente que no sucede. Cualquier par de eventos separados similares al espacio son ambiguos en cuanto al orden del tiempo, por lo que para un observador que pasa volando por ellos en una dirección, A sucede antes que B, pero para otro observador que pasa volando junto a ellos en la otra dirección, B pasa antes que A. Por lo tanto, más rápido que la luz implica retroceder en el tiempo. Y debido a que cambiar su velocidad cambia el orden de los eventos, si camina por la habitación en una dirección y luego da la vuelta y camina hacia atrás, su definición de 'ahora' a través del universo oscila hacia atrás y hacia adelante en el tiempo. A la distancia de la galaxia de Andrómeda, el 'ahora' cambia aproximadamente un día dependiendo de la dirección en la que camines. Entonces, si el colapso de la función de onda se propaga instantáneamente a la galaxia de Andrómeda 'ahora', entonces cuando das la vuelta y caminas hacia el otro lado, el reloj 'ahora' en Andrómeda retrocede un día y el colapso no sucede. si cruza la habitación en una dirección y luego da la vuelta y camina hacia atrás, su definición de 'ahora' a través del universo oscila hacia atrás y hacia adelante en el tiempo. A la distancia de la galaxia de Andrómeda, el 'ahora' cambia aproximadamente un día dependiendo de la dirección en la que camines. Entonces, si el colapso de la función de onda se propaga instantáneamente a la galaxia de Andrómeda 'ahora', entonces cuando das la vuelta y caminas hacia el otro lado, el reloj 'ahora' en Andrómeda retrocede un día y el colapso no sucede. si cruza la habitación en una dirección y luego da la vuelta y camina hacia atrás, su definición de 'ahora' a través del universo oscila hacia atrás y hacia adelante en el tiempo. A la distancia de la galaxia de Andrómeda, el 'ahora' cambia aproximadamente un día dependiendo de la dirección en la que camines. Entonces, si el colapso de la función de onda se propaga instantáneamente a la galaxia de Andrómeda 'ahora', entonces cuando das la vuelta y caminas hacia el otro lado, el reloj 'ahora' en Andrómeda retrocede un día y el colapso no sucede.

Esto tiene poco sentido, y si la Interpretación de Copenhague no tuviera una historia tan establecida y venerable y, en cambio, se propusiera hoy, probablemente sería rechazada como poco física e incoherente por estos motivos. Sin embargo, sigue siendo muy popular y ampliamente enseñado.

La Interpretación de Everett, por otro lado, afirma que la superposición cuántica de estados que se aplica al nivel microscópico también se aplica al nivel macroscópico de la experiencia diaria, pero debido a que los estados superpuestos son ortogonales entre sí, no interactúan y por lo tanto no los vemos. (Esto también se puede ver en la física clásica. Cuando dos osciladores interactúan, cambian a una superposición de "modos normales de vibración" que están relacionados con los vectores propios de la ecuación matricial que gobierna la interacción y, por lo tanto, son ortogonales. Los modos normales actúan de forma independiente uno del otro.) Esto es como decir que cuando un solo electrón pasa a través de dos rendijas, el electrón que pasa a través de una rendija no repele electrostáticamente la versión alternativa de sí mismo que pasa a través de la otra rendija. (Si lo hiciera, el patrón de interferencia cambiaría.) No pueden 'verse' entre sí. Escomo si existieran en mundos separados. O si envías dos conjuntos de ondas que se mueven a través de un estanque, se atraviesan sin afectar a la otra, como si la otra no existiera.

Si lanza un par de monedas cuánticas entrelazadas en dos lugares, cada uno cambia a una superposición de caras y cruces, y los científicos que las observan cambian a una superposición de un científico observando caras y un científico observando cruces. Cuando los científicos regresan más tarde a la base para comparar notas, el científico de A que vio caras solo puede ver/interactuar con el científico de B que vio cruces, y viceversa. Por lo tanto, se encuentra que las dos observaciones están correlacionadas sin que nada tenga que moverse más rápido que la luz.

Dado que no hay forma de saber si los resultados alternativos de una medición cuántica simplemente desaparecen de la realidad futura a medida que los pasamos (colapso), o simplemente son mutuamente inobservables (una superposición de estados ortogonales), no hay forma de saber si el colapso es instantáneo más rápido que la luz. Pero si crees en la interpretación del colapso, entonces sí, lo es.

La disertación original de Everett que explica con mucho más detalle cómo funciona su interpretación se puede encontrar aquí .

No hay teorías que describan el colapso de la función de onda. El concepto es pura interpretación y en mi opinión problemático. Las funciones de onda se especifican completamente como soluciones de una ecuación de onda, como la ecuación de Schrödinger o la de Dirac. Estas ecuaciones no permiten un colapso.

El conjunto o interpretación estadística es, entre otros, no requiere el colapso de la función de onda.

cuando medimos algún valor medible, la función de onda colapsa inmediatamente en todas partes.

Cuando estudiaba física (hace 30 años), este concepto me impedía creer lo que se enseñaba; porque claramente está mal. Los profesores ni siquiera pudieron responder a la pregunta "entonces, ¿qué ES una medida"? En ese momento, incluso se pensó que tenía que ver con la observación de humanos. Al mismo tiempo, un cambio instantáneo en todo el universo debido a que un ser humano observa algo fue tan indigerible para mí como lo fue para Einstein.

Desde entonces, he pensado profundamente y la única respuesta satisfactoria que se me ocurrió es la siguiente (que resulta que ya existe como la interpretación de Muchos Mundos):

Considere el caso más simple en el que dos partículas tienen solo dos estados propios posibles (estados clásicos o estados medibles): giro hacia arriba o giro hacia abajo. Esto a diferencia de una función de onda continua, pero la idea es la misma. Además, suponga que estas partículas están entrelazadas de modo que los únicos estados posibles del sistema combinado de las dos son {arriba, abajo} y {abajo, arriba}. Entonces, antes de la medición hay dos posibles realidades futuras: o se mide hacia arriba para la primera y hacia abajo para la segunda, o se mide hacia abajo para la primera y hacia arriba para la segunda. No sabes cuál de los dos casos será, pero sabes (conociendo el estado de superposición y el entrelazamiento ya que así se creó el sistema de dos partículas) que nunca medirás {arriba, arriba} o {abajo ,abajo}.

Mi interpretación fue entonces que estas dos (futuras) realidades son de hecho dos realidades: dos "líneas de tiempo" reales, a las que llamé "realidades". Sin embargo, una realidad está puramente ligada a un observador: la realidad es lo que percibes como tal. Otras personas perciben realidades diferentes (incluso solo en el contexto de la relatividad general), las "realidades" cuánticas, sin embargo, son ortogonales: no interactúan.

Entonces, el estado del sistema es una superposición, pero puedes pensar en él como un vector que se puede proyectar en dos ejes para obtener dos coordenadas, donde los ejes son las (dos) realidades posibles.

Esto resuelve dos cosas: 1) ya no es necesario el colapso de las funciones de onda. 2) no hay necesidad de que nada vaya más rápido que la luz.

Considere enviar una de las partículas a un amigo que se encuentra a un año luz de distancia. Y luego, "al mismo tiempo", mides cada una de tus partículas. En ambos casos, te enredas con la partícula que mides (un proceso limitado por la velocidad de la luz) y tu realidad parece dividirse en dos: ahora hay un tú que midió hacia arriba y un tú que midió hacia abajo. Esto es simplemente la propagación de la ecuación de Schrödinger, sin hablar de "medición" o "colapso de la función de onda". Es mucho más simple e intuitivamente correcto. Sin embargo, estas dos realidades son ortogonales y no pueden interactuar. Tú mismo solo serás consciente de uno de ellos, y te parece que estás a la altura o a la baja, con un 50% de posibilidades de encontrarte en cualquiera de las dos realidades.

Tu amigo hace lo mismo y también se encuentra en una de dos realidades posibles. La parte divertida es que, para empezar, solo había dos realidades (con respecto a los estados propios de estas partículas): {arriba, abajo} y {abajo, arriba}. Una de las realidades en las que está tu amigo PUEDE interactuar con una de tus realidades, y también con las otras dos realidades. Tu amigo, cuando viaja más lento que la luz hacia ti en cualquiera de sus realidades o en ambas, se encontrará contigo en una realidad en la que él midió hacia arriba y tú hacia abajo, o en una realidad (ahora compartida) en la que él midió hacia abajo y tú hacia arriba.

La comprensión completa de cómo funciona esto me llegó solo 25 años después, cuando escribí un programa para simular una computadora cuántica: en este programa tenía que escribir las fórmulas y las matemáticas exactas; y que resulto? Podría reutilizar el código de entrelazamiento para las medidas: ¡son EXACTAMENTE lo mismo!

Medida == enredo.

No hay colapso de la función de onda y nada va más rápido que la luz. Solo tendremos que aceptar que lo que percibimos como "realidad" es solo lo que se propaga de manera consistente a lo largo de distancias y tiempos más grandes (es decir, macroscópico) y, por lo tanto, está limitado a valores propios, pero que de hecho hay un onda cuántica de todo el universo que evoluciona de acuerdo con la ecuación de Schrödinger que describe muchas de esas realidades a la vez.

PD Mi simulación de computadora cuántica se puede encontrar aquí: https://github.com/CarloWood/quantum y un nodo de medición es el mismo (solo ligeramente cambiado para ver la diferencia en la salida) como una puerta NO controlada: https: / /github.com/CarloWood/quantum/blob/master/src/Circuit.h#L122

Es una pena que ninguna de las respuestas (¡aunque se han dado excelentes!) Mencione una interpretación de la mecánica cuántica que asuma una realidad física de la función de onda: la interpretación de las variables ocultas . Louis-Victor-Pierre-Raymond de Broglie propuso inicialmente la onda piloto, que es una onda física correspondiente a la función de onda, y David Bohm, más tarde, dedicó gran parte de su trabajo a la construcción de una teoría consistente (lo que sea que eso signifique) que incluye tal ola. Creo que a Einstein le hubiera gustado la teoría, ya que no soportaba la idea de que dios juega y muere. Si se prestara más atención a esta dirección de pensamiento al comienzo de la historia de la mecánica cuántica, tal vez esa sería la imagen predominante en la actualidad. En lugar de la interpretación de Copenhague .
¿Qué implica? En la interpretación HV, la función de onda no es solo una entidad matemática (construcción, objeto, dispositivo) para describir observaciones físicas y calcular las probabilidades de encontrarlas. La función de onda se construye a partir de variables ocultas de una manera que recuerda la forma en que un gas o líquido influye en el movimiento de una pequeña partícula ( movimiento browniano ) suspendida en él. El gas o el líquido representa la función de onda que "rodea" una partícula (la teoría del campo cuántico también hace uso del movimiento browniano: mire aquí ).
Esta función de onda física afecta a la partícula continuamente. La partícula correspondiente a la función de onda corresponde en un sentido literal. La posición y la velocidad de la partícula están bien definidas en cualquier momento. Sin embargo, están cambiando continuamente, de acuerdo con la ola.
¿Cuáles son exactamente estas variables? ¿Quién sabe? ¡Están escondidos! No están hechos del mismo material del que está hecho el medio que rodea a la partícula browniana. No estoy seguro de qué tiene en mente Bohm (o van 't Hooft, un físico holandés muy conocido en el campo de la teoría cuántica de campos y defensor de las variables ocultas).
La existencia de variables ocultas locales fue descartada por el experimento de Bell , que es un experimento que involucra entrelazamiento cuántico.. ¡No es sorprendente! Después de todo, el entrelazamiento cuántico es un fenómeno no local. Cuando se realiza una medición, el correlato físico de la función de onda influye instantáneamente en una partícula lejana (entrelazada con una partícula en la que se realiza una observación o medición). Esto solo muestra cuán extrañas se comportan estas variables ocultas (¿partículas?). Tenga en cuenta que la influencia instantánea en una partícula lejana no significa que se supere la velocidad de la luz. Ninguna información se transmite más rápido que esta velocidad, aunque se podría pensar que la información sobre una partícula es recibida por la otra partícula instantáneamente. Recuerdo que me costó mucho explicarle esto a un profesor de filosofía de las ciencias, que incluso había estudiado física. Llevé varias copias de un artículo popular a la universidad sobre el experimento de 1982 realizado porAspecto de Alain , otro experimento en el campo del entrelazamiento (¡obviamente, el entrelazamiento cuántico es muy sexy!). Es tentador ver las dos partículas especialmente separadas como un todo (el libro más notable de Bohm se parece un poco a la nueva era y se llama Wholeness and Implicate Order .
Entonces, a la luz de las variables ocultas, la función de onda colapsa en todo el espacio instantáneamente. Uno puede incluso argumentan que el espacio-tiempo en sí mismo constituye variables ocultas que rodean a las partículas, aunque el concepto siempre será problemático debido a la cualidad oculta.
Una última cosa. Se dijo una vez que el acto mismode observar hace colapsar la función de onda. Si este fuera el caso, entonces la vida nunca podría haber evolucionado. Todo lo que existía (antes de la llegada de los humanos) habría estado en una superposición evolutiva, lo que significa que sería imposible que algo evolucionara.

No "sucede inmediatamente en todas partes" porque no "sucede" en absoluto. Es parte de la comprensión de la persona que interpreta QM.

En particular, dado que ha etiquetado esta pregunta quantum-information, faster-than-lighty causality"colapso de la función de onda" no transmite ninguna información, por lo que no está sujeta a ninguna de las limitaciones asociadas a estas cosas. Hay mucha información errónea que sugiere que el colapso de la función de onda y la interacción con el enredo proporcionan algún tipo de canal de información/comunicación. Este no es el caso.

x,y,z,tson variables mentales. Existen como variables físicas en el sistema físico de nuestra mente. Nuestra mente también tiene memoria. Medimos x,y,z,tuna partícula con cierta precisión y luego resumimos nuestra memoria o la memoria de la placa o instrumento fotográfico. Este procedimiento de medición está separado de los eventos reales. Comparamos con nuestras expectativas. Si encajan, la función de onda está bien.

La función de onda x,y,z,tutiliza Esto nos hace pensar que este es el actual x,y,z,tde la partícula. No lo es. Cualquier valor de tal variable mental ( x,y,z,t) es un resumen de muchos posibles estados reales y tiempos de la partícula, que no tienen un sistema de coordenadas y tampoco son cartesianos.

Específicamente sobre el tiempo: la partícula tiene sus propios cambios de estado y, por lo tanto, su propio tiempo. Nuestro reloj está bastante desligado del sistema físico medido/observado. Muchos cambios/tiempos independientes se resumen en un Δtreloj de nuestra elección.

El estado mapeado a una combinación de valores del cartesiano x,y,zo algún otro sistema de coordenadas es solo un mapeo, también bastante separado, y también resume muchos estados físicos reales.

Como cada partícula tiene su propio tiempo y estados, tiene su propio mundo. Esta sería la interpretación de muchos mundos. Nuestro mundo, el Ψ(x,y,z,t), es un resumen de las posibles líneas de mundo de las partículas. Las interpretaciones de muchos mundos y conjuntos no entran en conflicto.

Las líneas de mundo de partículas no son infinitamente precisas. Esa es la afirmación básica de la teoría cuántica. Por lo tanto, el desarrollo desde la configuración de la partícula hasta la medición real resume la incertidumbre. Esta incertidumbre es física.

En este contexto, la función de onda es nuestra mejor descripción posible y verificada que también considera la incertidumbre física. No se derrumba.

Para comprender esto, debe abandonar su intuición clásica y pensar en el entrelazamiento y la medición cuánticos.

El "colapso de la función de onda" es solo una interpretación y diferentes personas lo piensan de manera diferente, y algunos incluso dicen que no es físico y ni siquiera real.

El entrelazamiento es solo una correlación, una que puede afectar potencialmente a todas las combinaciones de cantidades (que se expresan como operadores, por lo que el espacio para el tamaño y los tipos de correlaciones es mayor que en la física clásica). Sin embargo, en todos los casos en el mundo real, la correlación entre las partículas se originó a partir de su origen común, alguna proximidad que existió en el pasado.

¿Por qué se considera que el entrelazamiento cuántico es un enlace activo entre partículas?

Cuando hacemos una medición cuántica de una de las partículas entrelazadas, seleccionamos (por decoherencia, la información se filtra al entorno y causa esto) un estado propio y un par de valores propios de un conjunto de pares de valores propios permitidos. El énfasis está en los pares permitidos. El entrelazamiento es un fenómeno en el que usted establece por adelantado los conjuntos permitidos de valores propios. Este es el truco.

Visto de esta manera, la interacción con el CCD colapsa la función de onda, y el colapso de la función de onda ocurre a velocidades arbitrariamente altas. El colapso superlumínico no viola la relatividad especial porque no puede transmitir ninguna información.

Algunas dudas sobre los fotones

Usted dice que el "colapso de la función de onda" ocurre en todas partes de inmediato. Lo digo (todo el conjunto de pares permitidos) ya estaba configurado en el momento de la creación del enredo. Así es como los creas.

Si realiza una medición, agrega efectivamente una condición que el sistema obedece, lo que reduce las posibilidades y ahora está considerando un subconjunto de la lista original. Esto es lo que es el colapso de la función de onda. Esta es la razón por la cual una medición puede colapsar la función de onda en todas partes instantáneamente en lugar de propagarse desde el lugar de medición a la velocidad de la luz como lo haría si la función de onda fuera algún tipo de cosa material.

¿Por qué la observación colapsa la función de onda?

Nuestro universo tiene un guión que se escribió para que se escribieran los roles de estas partículas entrelazadas (cuando se creó el entrelazamiento), y cuando haces una medición te das cuenta de esto, y te preguntas por qué estas partículas actúan de manera tan sospechosa (y tú y muchos otros sienten que el colapso ocurre en todas partes de inmediato). Ambas partículas leen el mismo guión antes del acto (de medida). Esta es la respuesta a tu pregunta.

Tomar una medida podría verse como un proceso "continuo" según este artículo . Puede ver que la partícula medida se fija en un cierto estado propio cuanto más (débilmente) la mide/se enreda más/la información se acumula (nota: supongo que una medida "más débil" corresponde a interacciones reducidas).

"Un mecanismo más profundo" posiblemente se puede extraer del QM de Sydney Coleman en su cara: la medición es un enredo de su conciencia / alguna máquina de medición / función de onda de algún observador con la de su sistema. La "certeza" de la medición corresponde a su confianza en que midió el giro (por ejemplo).

* "Supongo" aquí que cuanto más macroscópico sea el dispositivo de medición, más interacciones tendrá con el sistema, lo que acelera lo que sucede en el primer párrafo.

Nota: soy un estudiante universitario y agradecería los comentarios de aquellos con mayor experiencia.

No hay colapso de la función de onda. La mayoría de los físicos están de acuerdo en esto hoy. Aunque no era lo mismo hace sólo 20 años. No puede haber tal proceso, si la ecuación de Schrödinger representa un patrón universal. Y, por supuesto, adoptaré la postura que adopta.

El colapso de la función de onda es una convención adoptada por la llamada escuela de Copenhague, que dice que, después de una medición de la$A$con resultado$a$, un estado cuántico puro cambia de$\left|\psi\right\rangle$a,

Llamando,

Por otro lado, la ecuación de Schrödinger nos dice que los estados cuánticos siempre cambian según algunos,

Ahora, el primer problema es que el cambio propuesto en$\eqref{1}$en no lineal en$\left|\psi\right\rangle$. Si desea eliminar el factor ofensivo,

Muchas interpretaciones están abiertas a partir de aquí. Un resumen de los más importantes es:

1. Copenhague tiene razón: "Cállate y calcula"
2. Doble solución: interpretación de DeBroglie-Bohm
3. Interpretación transaccional (ondas avanzadas + ondas retardadas a la solución de Feynman-Wheeler)
4. Muchos mundos (Everett) / historias consistentes (Gell-Mann-Hartle); (de inspiración similar), etc.

Pero otra muy importante, creo, es:

5. Interpretación de conjunto de la mecánica cuántica (Leslie E. Ballentine) Si lo entiendo correctamente, es algo así como:

Un estado cuántico (incluso uno puro) no representa tal o cual electrón. De hecho, si lo piensas bien, este o aquel electrón no tiene mucho sentido, una vez que entiendes QM. Son todos los electrones del mundo los que ingresan a mi configuración experimental respondiendo coherentemente a mi "convocatoria" experimental (filtrado). Por lo tanto, actuando como un gran estado enredado coherente. Este gran estado coherente aparece como un estado de mezcla estricto cuando realizo la medición.

Para entender todo esto, algunos comentarios de otros usuarios anteriores son esenciales. Es decir, y por ejemplo: La función de onda no es un observable. El tema es amplio, a día de hoy.

https://en.wikipedia.org/wiki/Wave_function_collapse

Heisenberg no trató de especificar exactamente qué significaba el colapso de la función de onda. Sin embargo, enfatizó que no debe entenderse como un proceso físico. Niels Bohr también advirtió repetidamente que debemos renunciar a una "representación pictórica", y quizás también interpretó el colapso como un proceso formal, no físico.

https://en.wikipedia.org/wiki/Wave_function

https://en.wikipedia.org/wiki/Wave_equation

Los enlaces anteriores de Wikipedia brindan una introducción general a los conceptos y dónde se utilizan.

Espero que eso ayude.

La función de onda no colapsa. Una medida es simplemente una interacción que transfiere o copia información sobre algún observable de un sistema a otro:

https://arxiv.org/abs/1212.3245

Las interacciones de medición son locales y la información sobre los observables se propaga localmente de un sistema a otro como resultado de las mediciones. Es posible que deba actualizar el estado relativo de un sistema después de medirlo, pero dado que las mediciones son cambios locales en los estados relativos, también se propagan localmente:

https://arxiv.org/abs/2008.02328