¿Por qué la gravedad no estropea el experimento de la doble rendija?

Así que digamos que estás haciendo un experimento de doble rendija. Además, usemos electrones.

Mi pregunta es, ¿no afectará la gravedad del electrón a la tierra, lo que provocará que la decoherencia y su función de onda colapsen (o para MWI, el enredo y la pérdida de información en el medio ambiente, evitando la interferencia)?

La razón por la que creo que esto sucedería es porque podrías decir qué camino tomó el electrón en función de sus efectos de marea en la tierra: todo es un detector.

¿Por qué la gravedad de la Tierra causaría decoherencia? Es un potencial efectivo simple. Puedes conseguirte una fuente de neutrones y usarla para medir los estados propios de energía de los objetos mecánicos cuánticos atrapados por la gravedad de la Tierra, si quieres... ¿eso causará decoherencia? No. En cuanto a los experimentos de hendidura... la corrección de la gravedad es demasiado pequeña para preocuparse por ella. En general, los experimentos de hendidura son demasiado triviales como para preocuparse por ellos.
Los experimentos dicen lo contrario... pero si quieres creerlo eso. Sí, probablemente haya un término de interacción que cause decoherencia en campos gravitatorios ultra fuertes... pero seguro que no podrá medir eso en la Tierra. Tal vez dentro de un agujero negro, muy cerca de la singularidad, donde el campo provocará la producción de pares, etc.
En física, demasiado pequeño siempre es "demasiado pequeño para medirlo con su hardware experimental actual". El colapso no es un fenómeno físico.
@CuriousOne Bueno, sí, los experimentos dicen lo contrario. Ese es el punto de mi pregunta.
El objetivo de mi comentario es animarte a pensar más allá de los límites de tu comprensión de la mecánica cuántica. Todavía estás pensando en el colapso como un fenómeno físico raro. No es un fenómeno, en absoluto.
Los efectos QED, como la emisión de fotones suaves, interfieren con el entrelazamiento mucho más que la gravedad de la Tierra, physics.stackexchange.com/questions/194458/… Pero incluso para ellos, las desviaciones de las probabilidades QM son demasiado pequeñas para ser detectadas en la actualidad. Sí, si acopla la gravedad clásica con QM, teóricamente podrá rastrear electrones, romper la incertidumbre y la conservación de la energía, etc. Esto se debe a que dicho acoplamiento es matemáticamente inconsistente y no tenemos gravedad cuántica para decirnos cómo solucionarlo. .
Alguien tiene que realizar el experimento de la doble rendija dentro de un agujero negro solo para asegurarse. Desafortunadamente, tendrán dificultades para decirnos los resultados.
@Conifold posiblemente arxiv.org/abs/gr-qc/0311082 es todo lo que necesita. Pero como dices, la carga del electrón afectará su entorno mucho más que su masa. De todos modos, la respuesta real a esta pregunta involucraría matrices de densidad e interacciones que no se amplifican macroscópicamente.

Respuestas (2)

Sí, todo es un detector, pero necesita cuantificar con qué cosas interactúa su sistema (y con qué intensidad). La gravedad es, en cierto sentido, un mal ejemplo, porque los detalles cuánticos de la gravedad aún son una pregunta sin resolver (y la gravedad es una fuerza débil independientemente), así que evitemos esa pista falsa reemplazando la gravedad con el campo electromagnético:

A medida que su electrón cargado se acelera de una forma u otra en un aparato de Stern-Gerlack o en un experimento de doble rendija, en teoría debería irradiar ondas electromagnéticas. Además, esperaría poder determinar su posición midiendo las diferencias de cómo las partículas en el entorno se ven afectadas por el campo EM del electrón, ¿verdad?

Básicamente, la razón por la que todavía se observan franjas de interferencia es porque el acoplamiento con el entorno es débil. (Mientras que si ajusta gradualmente los parámetros experimentales para aumentar la fuerza de acoplamiento con el entorno, entonces las franjas se desvanecen gradualmente). Débil significa que si hace los cálculos, no es posible, ni siquiera en principio, inferir suficiente información del entorno. .

Puede disfrutar de algunos de los artículos de Zeilinger, como la demostración experimental de franjas de interferencia de hendidura con buckyballs (que son más de un millón de veces más masivas que los electrones), incluida la demostración de decoherencia gradual (controlando la fuerza de interacción con el medio ambiente). También puede consultar los documentos de QM sobre medición débil o teoría de la decoherencia.

"no es posible, ni siquiera en principio, inferir suficiente información del entorno" ¿está esto relacionado con el principio de incertidumbre? (En general, ¿dice el principio de incertidumbre que la fuerza del acoplamiento es proporcional a la información, en algún sentido?)
¿Existe un límite teórico duro para que algo masivo tenga que ser para que su fuerza gravitacional cause alguna decoherencia?

"todo es un detector"

Esto no puede ser cierto, o de lo contrario no existiría el enredo persistente.

Como señala @Conifold, de todos modos, la carga del electrón debería ser una fuente mucho más potente de perturbación ambiental. ¿Por qué la carga del electrón no deja rastro cuando pasa a través de las rendijas, alguna perturbación persistente de las partículas cargadas que forman los átomos que forman el filtro?

La respuesta debe ser que el acoplamiento en ambos casos (electromagnético, gravitatorio) realmente no causa decoherencia. En el caso de la gravitación, creo que es solo la extrema debilidad de la interacción. En el caso del electromagnetismo, no estoy tan seguro.

Esta respuesta es un marcador de posición, escrito a toda prisa. Volveré a él y lo mejoraré dentro de unos días, si nadie ha escrito uno mejor.

Uno de los pensamientos es que todos los sistemas son obviamente sistemas cuánticos ya que todos están hechos de partículas cuánticas. La idea es que el colapso de la onda es un marco de referencia de cuando el sistema del detector se enreda con el otro sistema. Esto significaría que una partícula en una superposición para nosotros, estamos en una superposición desde el marco de referencia de la partícula. Con esto, todo es un detector ya que "detectar" es solo el evento de enredarse.
¿Por qué la gravedad no estropea el experimento de la doble rendija?
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