¿Por qué es misterioso el colapso de la función de onda?

Sí, lo que describe es una forma válida de describir el colapso de la función de onda. En su cuenta hay una función de onda universal y, en todo momento, evoluciona unitariamente. De hecho, no hay colapso. El colapso de la función de onda es una evolución temporal explícitamente no unitaria de cualquier función de onda que se esté considerando y eso es lo que a veces es controvertido. La ecuación de Schrödinger nos dice que los sistemas evolucionan unitariamente y el colapso de la función de onda nos dice que los sistemas evolucionan no unitariamente. Una de las principales críticas a la interpretación de Copenhague es que no explica claramente cuándo el universo sigue la evolución unitaria y cuándo sigue la evolución no unitaria. Eso lo convierte en una teoría incompleta en el mejor de los casos.

De todos modos, lo que describe, solo evolución unitaria, a menudo se conoce con el nombre de Interpretación de muchos mundos de la mecánica cuántica. Sin embargo, creo que este es un nombre bastante inapropiado, ya que se vuelve bastante ciencia ficción bastante rápido y la gente comienza a hablar de universos divergentes, etc. estados

¿Cuál es el problema con este enfoque? En un mundo objetivo no hay problema. Sin embargo, hasta donde sabemos*, el universo también tiene componentes subjetivos. Por ejemplo, tengo una sensación o experiencia o qualia de lo que se siente al observar un electrón en el estado de giro (tal vez tengo un aparato que enciende una luz de diferente color dependiendo del estado de giro medido por algún aparato de medición de giro ). Pero NO tengo la sensación o la experiencia de estar alguna vez en una superposición de haber visto girar hacia arriba y hacia abajo.

Sin embargo, por tu cuenta, las partículas que componen mi cuerpo, mi cerebro, etc. están en una superposición de haber experimentado ambas cosas.

Creo que la mayoría de los físicos modernos probablemente albergan una perspectiva dualista tácita sobre el problema mente-cuerpo y suscribirían la idea de que nuestros pensamientos subjetivos están correlacionados con el estado físico de nuestros cerebros y cuerpos. De hecho, podríamos llegar a suponer que los estados mentales son uno a uno con los estados físicos.

Su interpretación no es compatible con esta perspectiva dualista ingenua. Según su interpretación, el cuerpo de una persona estaría en una superposición de haber experimentado un electrón que gira hacia arriba y hacia abajo. ¿En qué estado mental estarían? Se podría decir que es aleatorio al final de la medición. Digamos que la mente de la persona experimenta un giro justo después de la medición. De acuerdo. Pero, ¿qué pasa 10 segundos después de la medición? En su cuenta, la función de onda debería seguir siendo una superposición del cuerpo de la persona que ha visto hacia arriba y hacia abajo. Entonces, ¿se tiran nuevamente los dados para determinar qué experimenta la persona en este nuevo instante? ¿Es aleatoria la experiencia que tenemos de un instante a otro? Eso es un poco solipsista.

¿Existe una regla que diga que si su estado mental experimenta un giro al final del experimento, también experimentará un giro 10 segundos más tarde a pesar de que la función de onda tiene el mismo peso para ambas probabilidades? Si es así, nuestra teoría probablemente debería ser capaz de describir esa regla.

¿O es de alguna manera posible que una persona tenga múltiples experiencias simultáneas y contradictorias? Esto tiene implicaciones para lo que se entiende por identidad personal.

Lo que su interpretación, y la de muchos mundos, falla fatalmente en hacer es proporcionar alguna explicación de cómo los estados físicos se correlacionan con la experiencia subjetiva. Esto viene gratis en las teorías físicas clásicas, por lo que normalmente no pensamos en esto como un desiderata para las teorías físicas. Esto viene gratis en las teorías clásicas porque podemos decir que los campos E&M que golpean nuestros globos oculares mueven cargas en nuestros nervios ópticos que afectan las neuronas en nuestro cerebro, y porque nuestros estados mentales están correlacionados con el estado físico de nuestros cuerpos (posiblemente en un 1:1 manera) está claro que los resultados de la medición deberían hacernos experimentar cosas particulares. Sin embargo, no es tan claro mecánicamente cuánticamente. ¿Cuál es la interpretación de Copenhague,

En cualquier caso, hay muchos temas filosóficos aquí que no podré presentar de una manera muy coherente, pero sí quería compartir algunos de mis pensamientos y algunas referencias.

Ver

• Maudlin, T. Tres problemas de medición. Topoi 14, 7-15 (1995). para una gran introducción al problema de la medición cuántica.

• Decoherencia y Transición Cuántica a Clásica por Schlosshauer. Una gran introducción a la decoherencia que puede ayudarlo a evitar algunas trampas que surgen al pensar en la decoherencia en el contexto de la evolución unitaria y la interpretación de muchos mundos en general.

• https://www.quantamagazine.org/por-que-los-muchos-mundos-interpretacion-de-la-mecanica-cuantica-tiene-muchos-problemas-20181018/

*O al menos yo

Los escritores de divulgación científica exageran y confunden los aspectos misteriosos de la mecánica cuántica.

Muchos de los efectos cuánticos se han convertido en objeto de exageración en parte debido a la interpretación original de Copenhague que enfatizaba el papel de la medición de una manera que le permitía adquirir una importancia indebida. Después de todo, una medición es simplemente una interacción entre el sistema cuántico que se observa y los sistemas cuánticos que forman la parte de detección del aparato de medición. Cuando decimos que la función de onda de una partícula colapsa en la medición, en realidad queremos decir que cambia cuando la partícula interactúa con otras colecciones de partículas, lo que suena mucho menos misterioso.

Se han desarrollado todo tipo de ideas sin sentido como resultado de la importancia indebida que se atribuye a la medición, incluidas las extrañas sugerencias de que la conciencia provoca el colapso y la exageración equivocada e interminable del gato de Schrödinger.

Lo que se debe tener en cuenta es que los efectos cuánticos ocurren siempre que las partículas interactúan en la naturaleza, independientemente de si se están realizando mediciones. También se debe recordar que QM es un modelo matemático que se usa para hacer cálculos, y existe el peligro de interpretarlo demasiado literalmente. Tomemos el caso de una cuerda de guitarra que vibra: su movimiento puede expresarse matemáticamente como una superposición de modos normales de vibración; ¿Tomamos que eso significa que es realmente una colección infinita de estados vibratorios? No, entendemos que significa solo que el movimiento puede representarse de esa manera matemáticamente.

Dicho todo esto, realmente todavía hay un misterio en el corazón de la mecánica cuántica, y ninguna de las llamadas interpretaciones puede, sin embargo, dar cuenta satisfactoriamente de todos los efectos observados.

Esto se debe a que el colapso de las ondas mecánicas cuánticas es solo una teoría cualitativa. La mecánica cuántica realmente no te dice lo que significa. Imagina que una fuente de luz envía una onda que se dispara en todas direcciones. ¿Cómo pueden estas ondas converger repentinamente desde todas las direcciones a un punto en la pantalla de medición? La posición de este punto sigue siendo aleatoria. Este punto es un absorbente. Se obtiene un fotón en la posición del absorbedor. El problema es que esta onda puede haber llegado al límite del universo. ¿Cómo converge esta onda desde todas las direcciones a un punto en el espacio infinito? El colapso debe ser un proceso físico. La mecánica cuántica no nos dice la ecuación que satisface este proceso. La mecánica cuántica, especialmente la interpretación de la llamada escuela de Copenhague, nos dice que las ondas son ondas de probabilidad. La probabilidad puede colapsar. Todo esto va en contra de nuestro sentido común.

¿Por qué la mecánica cuántica introduce el colapso de ondas? Porque medimos las partículas una por una. Esta partícula es energía de propagación punto a punto. Sin embargo, la partícula tiene propiedades de onda, como la interferencia cuando la partícula pasa a través de una doble rendija. Estas interferencias deben ser descritas por la ecuación de onda. Pero la onda debe desactivar todo el espacio y transmitirse fuera del universo. Esto es completamente diferente de las partículas. Las partículas se propagan punto a punto. Además, esta interpretación de la escuela de Copenhague no fue respaldada por Einstein y Schrödinger. Einstein se opuso a esta interpretación con el famoso dicho de que Dios no tiraría los dados. Schrödinger utilizó la llamada teoría del gato de Schrödinger para resistir la interpretación de la escuela de Copenhague. Entonces, ¿qué es el colapso? De hecho, este problema no ha sido realmente resuelto. Es precisamente porque este problema no se ha resuelto, tenemos diferentes opiniones al respecto, por lo que este problema es muy interesante.

Por ejemplo, la interpretación transaccional de cuántica de John Cramer. Existe el concepto de colapso continuo en la interpretación transaccional. La interpretación transaccional está de acuerdo con la teoría ondulatoria avanzada en la teoría absorbente de Wheeler Feynman. El radiador produce una onda retardada. El absorbedor genera una onda avanzada. La ola avanzada debe darle la mano a la ola retardada. La interpretación transaccional también tiene mucho apoyo en la mecánica cuántica, y el artículo de John Cramer ha sido citado por 800 personas. Sin embargo, John Cramer no nos dijo qué era el apretón de manos en la interpretación transaccional. Recientemente, hay una teoría muy nueva: la teoría de la energía mutua, que parece dar una descripción más específica de este apretón de manos. De acuerdo con la teoría de la energía mutua, si la onda retardada y la onda avanzada están sincronizadas, habrá un flujo de energía mutuo. El proceso de generar un flujo de energía mutuo es el apretón de manos entre la onda retardada y la onda avanzada. La teoría de la energía mutua también apoya la existencia de las ondas avanzadas. Sin embargo, las ondas en la teoría de la energía mutua no solo tienen ondas retardadas, ondas avanzadas, sino también dos ondas de inversión de tiempo correspondientes. Hay cuatro olas en total. El flujo de energía de la onda retardada emitida por la fuente de radiación es compensado por la onda de inversión de tiempo correspondiente a la onda retardada. El flujo de energía de la onda avanzada emitida por el sumidero (absorbedor de luz) es compensado por la onda de inversión de tiempo correspondiente a la onda avanzada. Este proceso de cancelación puede verse como el colapso inverso de la ola. El colapso inverso es diferente del colapso de las olas. El colapso de la ola es el colapso en el destino de la ola. Sin embargo, el colapso inverso de la ola + el flujo de energía mutuo pueden desempeñar el papel del colapso de la ola. Por lo tanto, la teoría de la energía mutua en realidad da una descripción matemática muy específica del colapso de las olas por primera vez. En la teoría de la energía mutua, el flujo de energía mutua es equivalente al fotón. Por lo tanto, de acuerdo con la teoría de la energía mutua, el colapso de la onda emitida por la fuente de luz es en realidad el primer colapso inverso de la fuente de luz, y luego la fuente de luz emite un fotón al sumidero de luz al mismo tiempo. Los fotones son un flujo de energía mutuo, que es la interacción de la onda retardada y la onda avanzada (apretón de manos). La teoría de la energía mutua en realidad da una descripción matemática muy específica del colapso de las olas por primera vez. En la teoría de la energía mutua, el flujo de energía mutua es equivalente al fotón. Por lo tanto, de acuerdo con la teoría de la energía mutua, el colapso de la onda emitida por la fuente de luz es en realidad el primer colapso inverso de la fuente de luz, y luego la fuente de luz emite un fotón al sumidero de luz al mismo tiempo. Los fotones son un flujo de energía mutuo, que es la interacción de la onda retardada y la onda avanzada (apretón de manos). La teoría de la energía mutua en realidad da una descripción matemática muy específica del colapso de las olas por primera vez. En la teoría de la energía mutua, el flujo de energía mutua es equivalente al fotón. Por lo tanto, de acuerdo con la teoría de la energía mutua, el colapso de la onda emitida por la fuente de luz es en realidad el primer colapso inverso de la fuente de luz, y luego la fuente de luz emite un fotón al sumidero de luz al mismo tiempo. Los fotones son un flujo de energía mutuo, que es la interacción de la onda retardada y la onda avanzada (apretón de manos). el colapso de la onda emitida por la fuente de luz es en realidad el primer colapso inverso de la fuente de luz, y luego la fuente de luz emite un fotón al sumidero de luz al mismo tiempo. Los fotones son un flujo de energía mutuo, que es la interacción de la onda retardada y la onda avanzada (apretón de manos). el colapso de la onda emitida por la fuente de luz es en realidad el primer colapso inverso de la fuente de luz, y luego la fuente de luz emite un fotón al sumidero de luz al mismo tiempo. Los fotones son un flujo de energía mutuo, que es la interacción de la onda retardada y la onda avanzada (apretón de manos).

La teoría de la energía mutua incluye tres axiomas: principio de energía mutua, principio de energía propia y ley de conservación de la energía (no el teorema de Poynting, sino una generalización del teorema de la energía mutua); Teorema de energía mutua, teorema de flujo de energía mutuo, teorema de existencia de ondas avanzadas, teorema del universo (Ley) de la radiación no desborda y la interpretación del flujo de energía mutuo en la mecánica cuántica. La teoría de la energía mutua compensa las lagunas de la teoría clásica del campo electromagnético. Por ejemplo, en la teoría clásica del campo electromagnético, las ondas electromagnéticas no colapsan. Pero si la onda electromagnética clásica no colapsa, ciertamente desbordará nuestro universo, lo que obviamente está mal. Según la teoría de la energía mutua, la onda colapsa inversamente. Es decir, toda la energía de la onda vuelve a la fuente de luz. ¿Cómo se propaga la energía electromagnética? A través del flujo de energía mutua. El flujo de energía mutuo se genera por la interacción entre la onda retardada emitida por la fuente de luz y la onda avanzada emitida por el sumidero de luz. Este flujo mutuo de energía son los fotones. Debido a que el flujo mutuo de energía se compone de ondas retardadas y ondas avanzadas, el flujo mutuo de energía son fotones, por lo que los fotones tienen muchas propiedades de onda. Si desea saber más sobre la teoría de la energía mutua, busque "flujo de energía mutua" y "principio de energía mutua". Debido a que el flujo mutuo de energía se compone de ondas retardadas y ondas avanzadas, el flujo mutuo de energía son fotones, por lo que los fotones tienen muchas propiedades de onda. Si desea saber más sobre la teoría de la energía mutua, busque "flujo de energía mutua" y "principio de energía mutua". Debido a que el flujo mutuo de energía se compone de ondas retardadas y ondas avanzadas, el flujo mutuo de energía son fotones, por lo que los fotones tienen muchas propiedades de onda. Si desea saber más sobre la teoría de la energía mutua, busque "flujo de energía mutua" y "principio de energía mutua".

El problema de la medición es abordado de manera incisiva por la paradoja Epr. Allí hay un sistema bipartito, del cual se dice que fuera de medida en un subsistema sin perturbar el segundo se podrían hacer predicciones sobre el segundo:

Sistema :$|\psi\rangle=(\pmatrix{1\\0}\pmatrix{0\\1}-\pmatrix{0\\1}\pmatrix{1\\0})/\sqrt{2}$

Observables en A :$\pmatrix{\cos a&\sin a\\ \sin a&-\cos a}$

Ahora bien, como medida se podría buscar un operador que aplicado localmente sobre el estado lo desentrañe. Es fácil notar que dicho operador es irreversible, es decir, una matriz con determinante 0. Qm dice que el estado final en A es un vector propio$u$del observable en A.

Por lo tanto, como operador de evolución irreversible de muchos a uno para la medición, se podría tomar la matriz que tiene como columnas el vector propio u. Entonces esta matriz se aplica sobre el estado.

Sin embargo esto da que medir A y B en el sistema da como resultado el evento imposible.

Por lo tanto, uno debería considerar la columna de la matriz como múltiplos de u para evitar el problema.