¿Puede la gravedad evitar la superposición cuántica de posiciones para un objeto masivo?

Teóricamente, nada impide que un objeto realmente masivo se encuentre en una superposición de dos ubicaciones espaciales, incluso lejos una de la otra. Entonces supongo que el espacio-tiempo también mostraría la superposición de dos pozos gravitacionales correspondientes. ¿Se podría observar esto de alguna manera? Ahora, medir el campo gravitatorio proporcionaría una forma de medir la posición del objeto y, por lo tanto, darle una específica. ¿Podría esto imponer un límite a la masa de un objeto en superposición (en la línea de: cuando es lo suficientemente pesado, su posición se mide automáticamente por lo que sea que esté sujeto a su gravedad)? En caso afirmativo, ¿cuál sería el orden de magnitud de dicho límite?

"Teóricamente, nada impide que un objeto realmente masivo esté en una superposición de dos ubicaciones espaciales, incluso lejos una de la otra". No sé por qué dirías eso. Tanto el experimento como la teoría evitan que eso suceda muy bien. Lo que la teoría no evita es que su incertidumbre acerca de que el objeto sea arbitrariamente grande, pero no puede superponer dos estados cuánticos que para un objeto pesado que está localizado en dos lugares diferentes, tendría que tener temperaturas extremadamente bajas para eso. , para que el campo de radiación no colapse tu frágil estado.
@CuriousOne. No supuse que el estado es frágil. Supongamos que no es frágil.
La ciencia no funciona con pretensiones. Sí, puedes imaginarte preparando tal estado y han sido preparados en experimentos de física atómica, pero la interacción con el campo de radiación lo destruirá. En realidad, dado que también estás pidiendo gravedad, la gravedad lo destruirá, seguro. ¿Es esa tu pregunta? Que uno pueda hacer esto con unos pocos átomos solo es posible porque la gravedad es muy débil.
@CuriousOne. ¿Qué pretensión? Estoy aclarando mi experimento mental en respuesta a su objeción, porque estaba suponiendo algo que no se supone en la pregunta. Ahora, si me puede dirigir a una razón teórica por la cual un objeto masivo (no "complejo", "grande", "frágil": "masivo") no puede estar en una superposición de ubicaciones espaciales, por favor hágalo, esto será una multa respuesta.
Porque el objeto masivo interactúa "masivamente" con el campo electromagnético y eso realiza el equivalente a una medición en él. Después de eso, siempre lo encontrarás en uno de dos lugares. La gravedad hará lo mismo. Si el fondo es frío, las longitudes de onda de los fotones de fondo son largas y la "precisión" de la medida de decoherencia será baja, por lo que la escala de tiempo de decoherencia será lo suficientemente larga para hacer esto a escala atómica.
@CuriousOne. ¿Podría agregar algunas precisiones o referencias a lo que dice y convertirlo en una respuesta? En particular, no me queda claro por qué un campo EM interactuaría automáticamente con el objeto (¿no estás asumiendo alguna estructura en el objeto nuevamente?). En cuanto a "la gravedad hará lo mismo", bueno, no asumí que el objeto está en un campo gravitatorio que no desaparece. En realidad, esa es un poco la esencia de mi pregunta, si la vuelves a leer.
Creo que esta es realmente una pregunta bastante interesante, pero la respuesta probablemente no se conozca realmente. Aquí hay un interesante artículo reciente relacionado con este asunto.
@glS. Si no le importa, yo mismo escribiré una respuesta basada en el documento que vinculó.
¡Claro, adelante!...

Respuestas (2)

Tu dices:

Teóricamente, nada impide que un objeto realmente masivo se encuentre en una superposición de dos ubicaciones espaciales, incluso lejos una de la otra.

pero un objeto masivo no puede mantenerse en una superposición por mucho tiempo debido a la decoherencia cuántica . Estrictamente hablando, no es la masa lo que importa, sino el número de grados de libertad, pero en la práctica, cuanto más masivo es un objeto, más grados de libertad tiene.

De todos modos, cualquier objeto macroscópico tiene un tiempo de decoherencia tan corto que es probable que nunca se observe en una superposición de estados. Hasta donde yo sé, el objeto más grande que jamás haya mostrado un comportamiento cuántico es un oscilador construido por el grupo de Andrew Cleland en Santa Bárbara, que tenía un tamaño de alrededor de 50 a 100 micrones.

Dicho esto, se ha sugerido que un campo gravitatorio actuaría como uno de los mecanismos de la decoherencia, y esto se conoce como decoherencia gravitatoria . Hasta el momento hay pocos estudios experimentales, pero un equipo chino lanzará en breve un satélite para probar si se pueden mantener estados entrelazados entre la tierra y un satélite.

Gracias. Todo esto tiene sentido, pero como discutimos en los comentarios de la pregunta con CuriousOne, mi pregunta es realmente un experimento mental y no asume grandes grados de libertad en el objeto (ni un entorno muy activo en realidad), solo que es masivo. Y como señaló glS, en realidad hay un documento que discute una posible implementación.

Respondo a mi propia pregunta haciendo referencia a un documento vinculado por glS en un comentario ( Is Gravity Quantum?, Bahrami & al., 2015 ).

Los autores sienten que, aunque en este momento aún falta una teoría satisfactoria de la gravedad cuántica, "pueden afirmar con seguridad que, si la gravedad fuera cuántica, [la superposición espacial en un sistema cuántico masivo] se manifestaría mediante la superposición de campos gravitatorios". .

Continúan proponiendo una configuración experimental que podría, sorprendentemente, probar esa posibilidad en un futuro no muy lejano sondeando directamente el campo gravitatorio de un sistema mesoscópico (de una masa de unos 100 ng) preparado en una superposición de dos posiciones diferentes. Parecen confiar en que debería ser posible mantener todas las interacciones no gravitatorias (en particular, van der Waals) insignificantes en ese experimento "técnicamente exigente".

Editar:

Apareció un nuevo artículo: Sondeo de un estado de gato gravitacional: posibilidades experimentales .

¿Puede la gravedad evitar la superposición cuántica de posiciones para un objeto masivo?
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