¿Qué hace que la mecánica cuántica no rompa la localidad en el enredo y las teorías de variables ocultas sí lo hagan?
En la desigualdad de Bell, dijo que las teorías de variables ocultas necesitan romper la localidad para que coincida con el resultado del experimento. Pero, por otro lado, ¿por qué la mecánica cuántica es capaz de preservar la localidad?
En Internet encontré dos explicaciones sobre por qué la mecánica cuántica no rompe la localidad en el enredo:
Dado que no puede elegir en qué colapsó una partícula, técnicamente no transfirió información más rápido que la luz
No intercambió información más rápido que la luz porque solo está intercambiando información cuando dos observadores se juntaron y compararon el resultado, cuyo proceso no es más rápido que la luz.
Entonces, antes que nada, ¿cuál es la correcta? ¿Y por qué las teorías de variables ocultas no pueden usar la misma explicación?
Además, la mecánica cuántica notó que si observas una partícula, inmediatamente colapsará la otra. Entonces, ¿significa que la señal de "oye, me observan, así que colapsa" no se considera parte de la comunicación más rápida que la luz? Me refiero a que las ondas gravitacionales viajan solo a la velocidad de la luz. Entonces, si considera que el colapso destruye la estructura de la onda en la función de onda, no debería poder colapsar inmediatamente a la otra partícula, ¿no es así?
La afirmación 2 es correcta. No se transmite información hasta más tarde, cuando se reúnen los resultados de las mediciones. Aunque Alice tiene información relevante para la correlación que se encontrará, no tiene información sobre qué medida decidió realizar Bob, por lo que no puede decir nada al respecto hasta más tarde. Del mismo modo, no hay ninguna medida que Bob pueda realizar que le diga algo sobre la medida de Alice, o incluso si Alice realizó una medida. No se puede decir, por ejemplo, que la función de onda de Bob colapsó debido a la medida de Alice. No lo hizo.
El cambio en la función de onda de Alice para la partícula de Bob no es un cambio físico. Es solo un cambio en la información, que modifica las probabilidades y conduce a resultados estadísticos diferentes a los que se obtendrían si hubiera un mecanismo físico que conectara las partículas. Esto es lo que dijo Bell para resumir los resultados de su teorema.
“En una teoría en la que se agregan parámetros a la mecánica cuántica para determinar los resultados de mediciones individuales, sin cambiar las predicciones estadísticas, debe haber un mecanismo mediante el cual la configuración de un dispositivo de medición pueda influir en la lectura de otro instrumento, por remoto que sea. Además, la señal involucrada debe propagarse instantáneamente”. — John Stewart Bell, 1964, Sobre la paradoja de Einstein Podolsky Rosen
Esto no dice que una señal se propague instantáneamente, sino que tendría que propagarse instantáneamente si hubiera alguna explicación clásica. Dado que se observan los resultados estadísticos de la mecánica cuántica, no puede haber una explicación determinista clásica para los resultados de la mecánica cuántica.
No creo que las desigualdades de Bell establezcan que las teorías de variables ocultas deban romper la localidad, simplemente establece que cualquier teoría que apunte a igualar los resultados experimentales de la mecánica cuántica debe respetar estas desigualdades. Las teorías de variables ocultas fallan en esto.
Para su segunda pregunta, probablemente no sea una buena idea pensar que las partículas entrelazadas se comunican. El entrelazamiento es, en esencia, correlación. Cuando observamos partículas entrelazadas, su estado cuántico se correlacionará entre sí, mientras que observar dos partículas idénticas que no están entrelazadas arrojará resultados completamente aleatorios.
Norberto Schuch