¿Me atropelló un coche esta mañana?

La mecánica cuántica nos permite describir una partícula como una onda, y también una colección de partículas, que resulta ser un automóvil. Lo que separa a una onda típica de una partícula clásica es que la posición de una onda no está bien definida.

Creo que es difícil decir exactamente qué tan grande es un átomo, porque el electrón del átomo puede estar en cualquier lugar, pero la probabilidad de encontrar el electrón se vuelve muy pequeña cuando miras lejos de los núcleos. Creo que, en cierto sentido, el átomo es tan grande como queramos, según la definición.

Cuando un automóvil me adelanta, ¿la posición del automóvil está separada de mi posición de una manera mecánica cuántica, o es correcto decir que "parte" del automóvil golpeó "parte" de mí? Entiendo que no importa la respuesta, la fuerza del golpe es tan pequeña que es insignificante en todos los sentidos, pero ese no es el núcleo de la pregunta.

Además, si hice alguna afirmación incorrecta, corríjame, gracias de antemano.

Eso es puramente una cuestión de definición. Como señala, su función de onda y la función de onda del automóvil se superponen y, en teoría, "lo golpea ligeramente". Pero si llamara al trabajo con esa explicación, mi gerente probablemente no estaría de acuerdo con mi definición de contacto.
La respuesta obvia es: probablemente no.
Que el coche te atropelle antes o después del mediodía depende del marco de referencia del observador.
@DavidRicherby Y, en algunos marcos de referencia, golpeas el auto. (Cue "en la Rusia soviética" chistes)
@DavidRicherby Noon es definido por muchos en función de la dirección de la fuente de luz principal. No puedo pensar en ningún marco de referencia en el que el automóvil golpee a la persona después de que la luz golpee a la persona desde la dirección que marca el mediodía.
El accidente de Schrödinger

Respuestas (1)

El comentario de Asher escrito anteriormente es simplemente incorrecto, y la razón es bastante fundamental en la mecánica cuántica. "El coche te golpea ligeramente" no es así como funciona en la mecánica cuántica.

La razón es que los efectos débiles, como valores muy pequeños pero distintos de cero de la función de onda de un electrón muy lejos del núcleo, no causan efectos pequeños pero observables como lo hacen en la física clásica.

En cambio, la función de onda tiene una interpretación probabilística. Entonces, si es diferente de cero muy lejos del núcleo, significa que hay una pequeña probabilidad de que ocurra un efecto finito.

Entonces, en la mecánica cuántica, puede preguntarse si un automóvil lo golpeó, si tuvo lugar alguna reacción. En la mecánica cuántica, las preguntas sobre los sistemas físicos (incluido este) deben responderse mediante mediciones, de lo contrario, carecen de sentido físico y científico.

Y la mecánica cuántica predice algunas probabilidades para un resultado de la medición u otro. Si solo el 0.0001% del integrado | ψ | 2 del electrón se encuentra a la distancia R igual a la distancia de su cuerpo al coche, entonces significa que había un 99,9999% de probabilidad de que no se haya producido ninguna interacción .

Por otro lado, existe una probabilidad del 0,0001% de que se haya producido alguna interacción, pero no sería una interacción pequeña. Sería bastante grande, como la ionización de un átomo, del automóvil o de su cuerpo.

Nuevamente, en la mecánica cuántica, las funciones de onda pequeñas no significan fuerzas pequeñas. Significan saltos finitos (no tan pequeños) que ocurren con probabilidades diminutas.

Nuevamente, es muy probable que no haya sido atropellado por un automóvil en la mañana.

Uno puede dar tantos ejemplos serios de eso como queramos. Por ejemplo, cuando un núcleo radiactivo se desintegra, la función de onda de una partícula alfa crece gradualmente fuera del núcleo. No significa que la partícula alfa se "sienta débilmente" en todo momento. En cambio, significa que hay alguna probabilidad de que el núcleo se haya desintegrado hasta algún momento, y alguna probabilidad de que permanezca intacto.

Además, se pueden considerar colisiones de partículas, como las del LHC. Pueden tener lugar varios procesos cuánticos; se describen mediante diagramas de Feynman. Los dos protones que chocan tienen una sección transversal infinita para interactuar a través de la repulsión electrostática. Así que sí, siempre hubo alguna interacción de este tipo electrostático. Se interpreta de manera equivalente como la certeza de que se están emitiendo algunos fotones muy suaves. (Se podría decir que el contacto de la carrocería del automóvil anterior también era elástico electrostático entre dos electrones, en ese caso, siempre ocurriría).

Pero también hay otras fuerzas de corto alcance que predicen secciones transversales finitas. En algunas reacciones, puede tener lugar algún proceso finito como ese, acompañado de la producción de piones, etc. Pero en otros, estrictamente no tiene lugar. Los átomos interactúan efectivamente, por ejemplo, con fuerzas de van der Waals que disminuyen como una ley de potencia más rápida de la distancia y tienen una sección transversal finita. Entonces, cuando hablamos de interacciones similares entre los átomos completos, entonces la interacción probablemente no ocurrió en absoluto: estrictamente cero con una probabilidad de casi el 100%.

Re: "Sería una [interacción] bastante grande, como la ionización de un átomo, del automóvil o de su cuerpo": "Grande" es un término relativo, supongo. Tomando prestado el razonamiento de Asher, dudo que puedas trabajar con eso.
@ruakh Para ser justos, si uno de mis empleados pidiera el día libre porque "uno de los átomos de su cuerpo fue ionizado por un extraño encuentro cuántico con un vehículo que pasaba", probablemente le daría el día libre sin hacer preguntas. por intentar
Sí, @ruakh, "grande" se refería a términos relativos. Un átomo ionizado sigue siendo pequeño en términos humanos, pero es un efecto O(1) en comparación con los parámetros que describen unos pocos átomos y su mundo, mientras que la función de onda en una gran separación es exponencialmente más pequeña que eso. ... Jason, tu broma es divertida, pero debo señalar que esa ionización también puede ser grave. La radiación ionizante es una causa de cáncer. No sé el porcentaje de eventos de átomos ionizados que conducen al cáncer; será pequeño pero no será del todo insignificante. Una molécula de ADN puede romperse y...
También es como el gato de Schrödinger: antes de conducir al trabajo, la probabilidad de ser atropellado por un automóvil se describe mediante una función de onda. Una vez que llegue a salvo, la función de onda se colapsará al estado "no golpeado". Esto es similar a abrir la caja en la que está el gato para ver si está vivo o muerto.
Me pregunto si algunas matemáticas podrían mostrar la probabilidad de ser atropellado por un automóvil en cualquier caso. Suponiendo, digamos, 1000 kg de acero, distribuidos uniformemente entre 2 y 4 metros de distancia.