Nota antes de leer: hice dos ediciones para aclarar
El primero comienza en: "Para aclarar según las respuestas, creo que se están perdiendo el meollo de la pregunta:"
El segundo comienza en: "Está bien, creo que veo el problema aquí"
He estado tratando de entender la superposición cuántica por un tiempo y cuando estaba en la escuela secundaria de física obtuve la lección completa sobre el experimento de la doble rendija y vi el antiguo video Dr. Quantum - Experimento de la doble rendija (en sí mismo extraído de la película "¿Qué the Bleep! Down the Rabbit Hole - Quantum Edition (2006)", que trató de explicar los resultados de ese experimento.
Entiendo que observando (agregando un detector a las rendijas) el electrón cambia su comportamiento de onda a partícula. Entiendo que eso se puede observar a través del patrón de difracción (o la falta de él) en el tablero posterior (donde finalmente aterriza el electrón) que contiene los resultados del experimento, por lo que todo demuestra que los electrones son tanto ondas como partículas. El problema que tengo es cuando intentan explicar por qué. El video realmente no lo hace por mí y cuando le pregunté a mi maestro en la escuela secundaria y luego a mis profesores de física en la universidad, siempre decían algo como "observar que el electrón colapsa la función de onda".
Ahora que he tomado ecuaciones diferenciales y álgebra lineal, tengo una idea básica de valores propios y ecuaciones lineales porque tuvimos que usarlas para resolver ecuaciones diferenciales lineales. Mientras investigaba sobre computadoras cuánticas, me topé con este cómic de Saturday Morning Breakfast Cereal en "The Quantum computer talk" . En el cómic hay una parte sobre la superposición que me dice que (parafraseando aquí) "la superposición cuántica no es dos cosas a la vez, sino su propio estado único". Esto me despertó la curiosidad y busqué muchas preguntas sobre este tema, siendo una de las buenas:
Esta pregunta parecía afirmar que no puedo pensar en la superposición como una mezcla de estados clásicos (aquí o allá) o ambos al mismo tiempo (aquí y allá), sino algo completamente diferente, un estado único. Tengo problemas para pensar en lo que realmente significa este 'estado único'. Actualmente entiendo que los electrones están gobernados por funciones de onda y que estas funciones de onda tienen estados propios. Creo que, de alguna manera, la superposición es como una ecuación lineal donde los estados propios de la función de onda son su propia solución más pequeña.
Para poner esto en términos de mi comprensión de ecuaciones diferenciales/álgebra lineal, esto me parece ser un paralelo a las ecuaciones lineales y una base de vectores, como cómo puedes escribir un vector como una ecuación lineal de otros vectores y ambos son equivalentes. Los valores propios en las ecuaciones diferenciales se usaron casi como esos 'vectores' individuales al resolver la ecuación y la combinación 'lineal' de ellos es lo que le permitió resolver la ecuación diferencial. Creo que sucede algo similar con las funciones de onda, los estados propios y la superposición cuántica, pero no puedo ver la conexión aquí. ¿Hay un paralelo que hacer allí? Al leer la descripción de la etiqueta para la superposición cuántica, parece estar algo relacionado, pero no puedo 'verlo', como en una especie de comprensión profunda.
De todos modos, el objetivo de esto es entender matemáticamente/visualmente esta pregunta:
Si yo fuera el gato de Schrödinger, ¿qué sentiría? ¿Me sentiría vivo? ¿muerto? La pregunta que investigué parecía afirmar que me sentiría como un estado único, pero no tanto vivo como muerto. ¿El hecho de que yo sea el gato cuenta como 'observar' la superposición y, por lo tanto, 'colapsar la función de onda'? ¿Puedo incluso observar mi propia superposición? los electrones obviamente no pueden observarse a sí mismos, pero observar mi propia superposición puede ser imposible porque parece que el mismo acto de los fotones que me golpean (y, por lo tanto, los recibo en mis ojos) parece interrumpir la superposición PERO tal vez solo cierro los ojos y no me 'observo a mí mismo' y entonces tal vez no suceda todo el colapso y entonces eso vuelve a plantear la pregunta.
De acuerdo con mi investigación, estaría en un estado único que no es solo una mezcla de probabilidad de estar vivo o muerto (es decir, no solo estoy vivo con un 75% de probabilidad o algo así), sino que no estoy vivo y muerto. ni estoy vivo ni muerto. Entonces, de nuevo, ¿qué es exactamente lo que sentiría? ¿No es posible siquiera describir porque la sola idea de describirlo nos confina a las interpretaciones clásicas? ¿El acto de 'sentirlo' contaría como observación? Quiero entender a nivel matemático (y posiblemente a nivel visual) con las ideas básicas de resolver ecuaciones diferenciales lineales siendo (tal vez) un paralelo a lo que está pasando.
La razón por la que necesito (realmente quiero) entender esto es porque quiero entender las computadoras cuánticas. Estas dos cosas se relacionan porque me dijeron (por el cómic mencionado anteriormente) que los cúbits no son en realidad 1 y 0 al mismo tiempo, sino en una "superposición", que es un "estado único", no definitivamente 1 o 0 con alguna probabilidad. , no 1 y 0 al mismo tiempo. ¿Cómo se describe una combinación lineal de dos estados de 'ser'? ¿Es posible?
Agradezco la idea sobre la falta de coherencia, pero creo que se está perdiendo el punto. El consenso general parece ser: el gato nunca está realmente en una superposición porque interactúa demasiado con su entorno. Entiendo que, de manera realista, sería imposible para nosotros (ahora de todos modos) hacer que un gato entre en una superposición, pero creo que la idea más importante para mí es esta: suponiendo que ESTÁ en una superposición (y si no puedes lidiar con que luego siéntase libre de sustituir gato por electrón) ¿cómo se ve eso realmente? ¿Cómo se 'siente' eso? Entiendo que todo el acto de sentir/ver/interactuar con cosas externas implica y causa falta de coherencia, pero lo que quiero saber se resume básicamente en ' ¿Cómo se sentiría estar en una superposición si pudiera sentir lo que es físicamente cierto, independientemente del hecho de que la observación hace que la superposición vuelva a la normalidad? Quiero saber si la superposición en sí misma ESTÁ siendo dos cosas a la vez o NO, y si NO, entonces qué ES, físicamente. No sé cómo describir físicamente una 'combinación lineal de soluciones a una función de onda' si hablamos de 'funciones de onda' como 'estados' y quiero saber cuál es la analogía física equivalente. ¿Qué significa superpuesto físicamente? ¿Cómo sería SI pudiéramos verlo? Supongamos que estoy ignorando las ramificaciones de ingeniería reales para evitar la falta de coherencia (de todos modos, no estoy tratando de construir una computadora cuántica del tamaño de un gato). Quiero saber si la superposición en sí misma ESTÁ siendo dos cosas a la vez o NO, y si NO, entonces qué ES, físicamente. No sé cómo describir físicamente una 'combinación lineal de soluciones a una función de onda' si hablamos de 'funciones de onda' como 'estados' y quiero saber cuál es la analogía física equivalente. ¿Qué significa superpuesto físicamente? ¿Cómo sería SI pudiéramos verlo? Supongamos que estoy ignorando las ramificaciones de ingeniería reales para evitar la falta de coherencia (de todos modos, no estoy tratando de construir una computadora cuántica del tamaño de un gato). Quiero saber si la superposición en sí misma ESTÁ siendo dos cosas a la vez o NO, y si NO, entonces qué ES, físicamente. No sé cómo describir físicamente una 'combinación lineal de soluciones a una función de onda' si hablamos de 'funciones de onda' como 'estados' y quiero saber cuál es la analogía física equivalente. ¿Qué significa superpuesto físicamente? ¿Cómo sería SI pudiéramos verlo? Supongamos que estoy ignorando las ramificaciones de ingeniería reales para evitar la falta de coherencia (de todos modos, no estoy tratando de construir una computadora cuántica del tamaño de un gato). como 'estados' y quiero saber cuál es la analogía física equivalente. ¿Qué significa superpuesto físicamente? ¿Cómo sería SI pudiéramos verlo? Supongamos que estoy ignorando las ramificaciones de ingeniería reales para evitar la falta de coherencia (de todos modos, no estoy tratando de construir una computadora cuántica del tamaño de un gato). como 'estados' y quiero saber cuál es la analogía física equivalente. ¿Qué significa superpuesto físicamente? ¿Cómo sería SI pudiéramos verlo? Supongamos que estoy ignorando las ramificaciones de ingeniería reales para evitar la falta de coherencia (de todos modos, no estoy tratando de construir una computadora cuántica del tamaño de un gato).
Si todo el asunto de los 'sentimientos' todavía te molesta, entonces simplemente responde esto: si yo fuera un electrón, o todavía el gato de Schrödinger en superposición y no pudiera interactuar con mi entorno de alguna manera, ¿qué me sucedería REALMENTE (no soy observando cualquier cosa, simplemente estoy preguntando sobre la realidad física de lo que está pasando. No se están produciendo interacciones). ¿Estaría REALMENTE muerto, vivo, ambos, ninguno, en dos universos, algo más hasta que interactuara con mi entorno, algo completamente diferente (explique esto en profundidad si es cierto), o no podemos explicarlo todavía? Una combinación lineal de 'estados' muertos y vivos no se correlaciona (al menos para mí) con nada físicamente. Hasta ahora, la única explicación real basada en la física es: el universo se divide en dos. El problema que tengo con esto es que implica como, universos infinitos más allá de la comprensión porque hay todo tipo de partículas constantemente dentro y fuera de la superposición con las que se observa/interacciona constantemente. Lo de la 'onda piloto' que vi en una respuesta parecía interesante, pero la idea de estar 'enredado con el resto del universo' y alguna onda universal propagándose en FTL y cambiando el estado de la función de onda universal como una especie de máquina de estado gigante parece un poco inverosímil, así que me quedo con la interpretación de Copenhague por ahora. ¿Qué significa REALMENTE físicamente una superposición de Copenhague y, si es posible, cómo se vería si / suponiendo que fuera posible 'observar' sin 'interactuar'?
Tenga en cuenta que está bien si "no podemos explicar esto porque es imposible, es una especie de paradoja, algo filosófico o las matemáticas son demasiado complicadas / aún no se han inventado" es la respuesta, solo necesito SABER que es imposible describir (y luego tal vez enumere los intentos de describirlo).
El punto central es IGNORAR la parte de 'sentir' de esto y enfocarse más en la parte de 'superposición' porque siento que la respuesta 'no estás en una superposición de todos modos' es más una evasión que una respuesta real.
Estoy preguntando algo filosófico aquí. Si la superposición cuántica solo es posible cuando dicho objeto cuántico no interactúa con su entorno, entonces la única vez que 'existe' es cuando no podemos dispararle fotones, detectar su campo o detectar nada de él realmente. Entonces (en términos de la interpretación de Copenhague) la pregunta que planteó el propio Einstein fue 'Si no miras a la luna, ¿desaparece?' lo consideró absurdo, al igual que yo. Investigué un poco sobre el borrado cuántico, la interpretación de Copenhague, volví a leer la página de wikipedia sobre el gato de Shrodinger por décima vez y creo que el problema es que no tenemos una manera de describir los aspectos físicos de esto simplemente porque no hay forma de verlo físicamente sin interacción de algún tipo.
La otra cosa que me pregunto es esto: los electrones están en superposiciones cuando no interactúan con el medio ambiente en absoluto, por lo que lógicamente eso significa que cuando se unen a los átomos e 'interactuan' deben descoherirse en los dos estados ( funciones de onda) posibles: ondas o partículas. La cuestión es que hemos tomado fotografías de núcleos atómicos para tener una idea de cómo se ve la nube de electrones, entonces mi pregunta es, ¿es esa la imagen del electrón como onda? o el electrón como partícula? Sé que la partícula no se vería como una bola de billar y tampoco la onda debido al principio de incertidumbre, y mi investigación sobre el borrado cuántico hizo que pareciera que (en ambos casos) debería verse como una mancha, lo cual se ve en las fotos. He visto núcleos atómicos (podría haber una correlación allí, pero probablemente sea una pregunta futura).
Creo que el problema con 'describir una superposición' es que claramente no podemos observarla experimentalmente y, a menos que encontremos algo místico que pueda observarla sin interactuar con ella, todo lo que tenemos es todo tipo de interpretaciones basadas en opiniones (sus dos universos, no se puede observar clásicamente, hay alguna onda piloto, alguna otra teoría)
Quiero pensar en ello desde este ángulo: pensar en la superposición como una combinación lineal única de funciones de onda (estados) de solución más pequeñas que se superponen y que es en sí misma una función de onda de solución (estado o incluso estados) que representa una distribución de probabilidad que cuando interactúa con hace que la solución se descomponga en una de sus soluciones de eiganstate. ¿Qué correlación matemática con la física nos permite dibujar cuando ESTÁ EN la superposición? Podría considerar una posible solución para salir del extraño mundo de la mecánica cuántica y simplemente preguntar "cómo se ve realmente una combinación lineal de dos estados como su propio estado como una onda superpuesta". No podemos observar la superposición en sí, entiendo que se vuelve filosófico, así que pensemos en términos matemáticos, concreto demostrable, no basado en opiniones y solo pensemos desde allí. ¿Cómo se vería realmente la superposición de dos estados (incluso clásicos) como ignorar físicamente la mecánica cuántica por solo un segundo? ¿Es eso algo más allá de la comprensión?
Tal vez solo se vea como una especie de mancha, como se ve el electrón en nuestras fotos y la 'imagen' en realidad nunca cambia, pero el comportamiento sí. Sabemos que los resultados de la decoherencia de la superposición de electrones deben (creo que de todos modos) parecerse a la mancha que estamos viendo, porque estamos viendo superposiciones de electrones decoherentes en nuestras imágenes de átomos, lo que significa que deberíamos estar viendo tanto el electrón de onda como el electrón de partícula. En el experimento de borrado cuántico, eso fue lo que se observó también cuando los dos estados se superpusieron en el detector trasero como una combinación de los estados de onda y de partículas que pasaban por las rendijas. Esto tiene más sentido cuando piensas en una función de onda superpuesta, tal vez la 'imagen' nunca cambió en absoluto, el electrón siempre parece una mancha, incluso si puedes'
Una mancha probablemente sería lo primero en lo que pensaría si tuviera que imaginar una 'imagen superpuesta' de estados clásicos. El gato (si realmente estuviera/pudiera estar en superposición) podría parecerse a un gato pero SER físicamente diferente (un gato muerto solo se ve diferente realmente cuando comienza a interactuar con su entorno, pero un gato en superposición podría no verse diferente porque si se viera diferente, no estaría en superposición en primer lugar ) Así que tal vez eso sea todo, la superposición podría cambiar la naturaleza física del gato pero no realmente la apariencia porque para cuando la apariencia del gato ha cambiado, la superposición se ha descohesionado.
El gato entra en la caja, suponiendo que pueda estar completamente aislado de su entorno durante un tiempo (incluso una unidad de tiempo plack podría ser aceptable aquí), entra en una superposición. Luego comienza a interactuar con su entorno y se convierte en vivo o muerto. En este punto (instante en el tiempo en el momento de la decoherencia detenemos el reloj en el universo), la caja no se ha abierto, sino que la decoherencia real ocurre cuando 'el universo observa al gato'. La imagen del gato aún no ha cambiado (solo pueden haber pasado uno o dos tiempos de planck y la imagen no puede haber cambiado, nada con los fotones puede suceder instantáneamente) pero el estado físico del gato de hecho ha cambiado ( porque ese es el evento por el cual detuvimos el reloj). Empezamos el tiempo de nuevo y como acaba de ocurrir la decoherencia,
El electrón se aísla de su entorno y entra en una superposición de estados. Luego le disparamos un fotón (o interactúa con algo) y en ese instante, su estado cambia pero su imagen no. luego, después de ese instante de decoherencia e interacción, el electrón continúa su día como onda o como partícula. la cuestión es que, dado que sabemos cómo se ve un electrón después de la decoherencia, y dado que lo anterior dice (la imagen no debería cambiar inmediatamente después de la decoherencia), entonces tal vez (si la imagen no cambia rápidamente debido a un cambio de estado) el la superposición se parece a lo que es la imagen ahora. Es posible que esto pueda incluso probarse si desarrollamos tecnología para
Tome una fotografía de un electrón superpuesto y haga que se decoherente y reciba el fotón con el que lo golpeamos.
El quid de esto es que la imagen del electrón no puede cambiar cuando ocurre la decoherencia si esa decoherencia es causada por el acto de tomar una fotografía porque de alguna manera el fotón que trae esa información tendría que cambiar antes de que fuera recibida O el electrón tiene que anticipar el fotón que lo golpea O tendría que ocurrir algún tipo de proceso de transición que cambie la imagen del electrón de una superposición a una no superposición
No creo que los fotones puedan cambiar así en su camino de regreso si nada extraño los molesta.
No creo que los electrones anticipen los fotones que los golpean, no son sensibles y no pueden predecir el futuro y si pudieran, sería extraño.
Es posible que pueda haber un 'período de transición de decoherencia' pero luego, en principio, podríamos avanzar en nuestra tecnología y registrar cantidades de tiempo cada vez más infinitesimales y EVENTUALMENTE ver esto. que de nuevo, sería extraño
Lo más importante es que cualquier cambio en la apariencia sugiere que la decoherencia ya ha ocurrido, por lo que el momento (instantáneo) de la decoherencia NO DEBE HABER ningún cambio todavía (los instantes en el tiempo no permiten cambios) porque si hubo un cambio, la decoherencia sería ya han ocurrido. Entonces, si nuestro fotón está enviando datos desde ese instante en el tiempo (ya que la 'captura' fue lo que causó la decoherencia), esos datos deberían representar la 'imagen' en ese instante a menos que algo REALMENTE RARO le esté sucediendo al fotón en el camino de regreso. .
Quiero saber qué piensas de esta línea de pensamiento (no es una opinión sabia, pero es válida/correcta): ¿Es posible que tenga algo aquí? No quiero opiniones de las diferentes interpretaciones, quiero una explicación basada en matemáticas o algo basado en la tangente anterior, y si la respuesta es no, eso no es posible, ENTONCES póngalo en una respuesta porque es un hecho concreto sin opinión que necesita ser conocida.
un cambio en la apariencia implica que la decoherencia ya ha ocurrido, por lo tanto, dado que la decoherencia debe causar el cambio en la apariencia, causar la decoherencia al ver el electrón en superposición debe capturar la foto en el instante en que ocurre la decoherencia, por lo tanto, esa imagen representa cómo 'se veía' la superposición suponiendo que decir que realmente existe cuando está en superposición. (más simple): No podemos ver la superposición, pero si la capturamos en el momento en que está cambiando, sabemos lo que fue en el pasado incluso sin verlo.
Imagina que tienes una cámara y tienes un amigo, Phil, cuando le tomas una foto, él grita (odia las fotos). Cuando tomas una foto de Phil, ves a Phil como un ser humano tranquilo en la foto porque el acto de tomar la foto es lo que causa el cambio en el comportamiento/apariencia . Solo después de tomar la foto ves a Phil como un ser humano enojado. Phil era el electrón, la foto era un fotón y 'tomar la foto' es 'descoherir el electrón'.
No dude en decirme por qué.
Creo que esta edición hace que la pregunta no sea filosófica porque ya no estoy tratando de describir lo indescriptible, solo veo la cosa cuando está decoherente, hablando sobre el ángulo matemático o hablando sobre posibles interpretaciones clásicas análogas. Esos son concretos y no basados en opiniones. Siéntase libre de sugerir mejoras adicionales.
En la práctica, no puedes meterte en una superposición cuántica de muertos y vivos. Exponer un sistema cuántico a un entorno térmico hace que el estado pierda coherencia y colapse en un estado u otro. En el experimento de la doble rendija, tú eres el entorno térmico que provoca el colapso.
La "observación" en la mecánica cuántica no tiene nada que ver con la vista. Cerrar los ojos no hace la diferencia entre el estado que se observa o no. Puede pensar en una observación que ha ocurrido cada vez que algún estado macroscópico de un sistema incoherente (como un gato) se hace dependiente del estado microscópico de un sistema cuántico coherente.
Entonces, en resumen, estarías vivo o muerto, no en una superposición en absoluto.
Creo que la resolución más fácil de la situación del gato de Schrödinger es pensar que el estado de un sistema macroscópico nunca está en una superposición de estados, puedes buscar sobre decoherencia para entender esto un poco mejor.
Entonces, en este caso, tienes un gato en una caja, un poco de material radiactivo, un contador geiger y algo de veneno que se libera si el contador geiger detecta una partícula de la desintegración radiactiva. Está bien hablar de que un átomo está en una superposición de estados, el átomo puede estar lo suficientemente aislado para que esté verdaderamente en una superposición de estados. Pero el contador geiger nunca está en una superposición de estados, independientemente de si lo miras o no (dado que la observación no tiene nada que ver con una persona real, o la conciencia que observa), detecta una partícula o no, así que el veneno se libera o no, lo que hace que el gato no esté vivo ni muerto, ni vivo ni muerto, sino, como era de esperar, vivo o muerto.
El gato de Schrödinger no es real. Fue solo una broma que hizo Schrödinger. Tenía la intención de mostrar cuán absurda es la idea de que una partícula puede existir y no existir al mismo tiempo solo porque una persona no la está mirando.
Ergo no hay respuesta a su pregunta.
Esta es una forma común de pregunta cuando se trata de mecánica cuántica. La respuesta es simultáneamente "depende" y "necesitamos entender cuáles son las interpretaciones de QM". Nuestro concepto de lo que el gato "siente" está impregnado de nuestra comprensión de la realidad, por lo que debemos mapear esa realidad en QM cuidadosamente.
QM, en esencia, es un conjunto de ecuaciones diferenciales sofisticadas que, cuando se asignan a la física de muchos experimentos subatómicos, predice con precisión sus resultados. Lo hace mucho mejor que cualquier modelo clásico para hacer esto.
Sin embargo, hay un enigma. La mayoría de nosotros creemos que operamos de manera clásica. Creemos que una moneda lanzada al aire sale cara o cruz . Los bromistas como yo podrían agregar una tercera opción: aterriza en su borde. Pero ninguno de nosotros creería que cae cara y cruz simultáneamente. Eso es solo una locura.
Así que estamos en un callejón sin salida. Los modelos clásicos son tan buenos para explicar el mundo que estamos bastante seguros de que somos seres clásicos. Pero QM explica muy bien el mundo subatómico. ¿Cómo podemos tener tanta razón sobre las cosas grandes cuando estamos tan equivocados sobre las cosas pequeñas?
Las interpretaciones son intentos de resolver ese impasse. Describen un mundo donde hay un borde afilado entre las cosas clásicas y las cosas QM y describen el filo de la navaja entre ellas. Cada uno tiene que hacer algún sacrificio para vincular las matemáticas de QM con la intuición de nuestra realidad. La interpretación de Copenhague es la más famosa. Este sugiere que las entidades clásicas pueden "observar" un sistema de mecánica cuántica y causar un "colapso de forma de onda" que lo reduce a un estado que se puede observar clásicamente. El principal sacrificio que hace es que introduce una fuente de verdadero no determinismo en el universo en ese colapso. Este es un problema lo suficientemente grande como para que la gente comience a hacer la pregunta que usted está haciendo: ¿qué causa un colapso? ¿Qué es una "observación"? y nosotros no
Copenhague no es la única interpretación que existe. También está la Interpretación de Muchos Mundos (MWI). En lenguaje sencillo, decimos que en MWI, el mundo se divide cuando se realiza una observación, pero esa no es la mejor frase. Para hacer la mejor redacción de MWI, tenemos que admitir su debilidad: MWI establece que todas las observaciones clásicas dependen del observador, no solo de lo observado. Si estamos hablando de una observación clásica como "el gato está muerto", no podemos hacer tales afirmaciones. Debemos decir "el gato está muerto desde la perspectiva de Paul", o alguna declaración similar que incluya al sujeto que está observando. En MWI, la realidad que vivimos está intrínsecamente ligada al sujeto. (Por cierto, este modelo básicamente está tomando las ecuaciones fundamentales de QM y el principio de superposición,
También están las teorías de la onda piloto. Estas teorías funcionan utilizando partículas y una onda universal que afecta su estado. Esta teoría es satisfactoria porque proporciona el comportamiento determinista que falta en Copenhague sin colapsos de formas de onda extravagantes, y proporciona el realismo de un solo mundo que nos gusta ver pero que no obtuvimos de MWI. Sin embargo, las teorías de Onda Piloto típicamente implican una curiosa función de onda donde su derivada en cualquier momento depende del estado de las partículas en todas partes, instantáneamente. Las ondas piloto se propagan de una manera que reacciona a los movimientos de partículas más rápido que la velocidad de la luz.
Entonces, lo que siente el gato depende en gran medida de la interpretación que elija usar. Simplemente necesitamos hacer que el gato sea un observador clásico y ver qué sucede.
Interpretación de Copenhague : en este mundo, podemos tratar al gato que observa la partícula radiactiva (a través de la máquina detectora). Cuando la forma de onda colapsa, el gato vive o muere. Siendo una entidad clásica, ya no decimos que está en una superposición en absoluto.
Interpretación de muchos mundos : el gato se superpone como dos sujetos. Un sujeto observa la descomposición del isótopo radiactivo y experimenta la muerte. El otro sujeto observa que el isótopo radiactivo no se descompone y vive. El humano, que abre la caja, ahora hace una observación y, por lo tanto, puede ser tratado como dos sujetos. Un sujeto observa un gato muerto que observó una descomposición. El otro sujeto observa un gato vivo que no observó descomposición. No es posible para el ser humano observar un gato que está vivo y ha observado una desintegración radiactiva, por lo que no podemos preguntarle al gato cómo se sintió al morir.
Interpretación de la onda piloto : el gato y el isótopo radiactivo son reales . Debido a la forma de onda del universo, la partícula isotópica es empujada a decaer o no. A través de un proceso clásico muy normal, el gato muere o vive en consecuencia. El observador fuera del mundo no puede saber qué sucede, pero el universo entero se perturba de forma ligeramente diferente porque la onda piloto es diferente. El humano abre la caja para averiguar qué pasó.
Hay, por supuesto, otro enfoque que puede tomar. Es el camino que toman los que creen en la decoherencia. La idea detrás de la decoherencia es que si tiene una corriente de partículas cuyo estado es independiente distribuido idénticamente (IID), puede usar términos estadísticos para mostrar que QM converge en las leyes clásicas cuando un número infinito de partículas aleatorias se enredan en el lío. Si vive asumiendo que el giro de los fotones arbitrarios que revolotean a su alrededor es realmente independiente, entonces puede encontrar que sus conceptos clásicos de vida y muerte son válidos como límites a medida que el número de interacciones se acerca al infinito. De hecho, la cantidad de interacciones que tiene cualquier sistema macroscópico en cualquier segundo es extraordinaria.
Entonces, según esa lógica, simplemente poner un gato en una caja no cambia el hecho de que ya estamos viviendo en un mundo cuántico. Una vez en la caja, se modela como una forma de onda cuántica, como siempre ha sido.
Entonces, desde esa perspectiva, el gato se sentirá como un gato. Si la aleatoriedad del universo lo desea, seguirá sintiéndose como un gato. Si la aleatoriedad en el universo quiere lo contrario, dejará de sentir.
Lo cual se acerca apropiadamente a lo que dicen los poetas sobre el dulce abrazo de la muerte... o sobre esforzarse por evitarlo.
Entender las matemáticas que se enseñan en los libros de texto de mecánica cuántica no significa que sepas las respuestas a preguntas como "¿qué significa que un sistema físico sea macroscópico o tenga decoherencia?" o "¿qué significa tener un ser consciente en una superposición cuántica?" . Una vez que sepa un poco de matemáticas básicas (la mayoría de las cosas en los libros de texto de mecánica cuántica en realidad son inútiles para discutir tales preguntas), puede, por ejemplo, leer sobre la "interpretación de muchos mundos de la mecánica cuántica" en artículos de B. DeWitt (Por ejemplo el artículo en "Physics Today 23, 9, 30 (1970) llamado "Quantum Mechanics and Reality") o la tesis de H. Everett. En mi opinión "muchos mundos" es un nombre inapropiado, de hecho la tesis de Everett no No uso el término "mundo" en absoluto, así que no
Si bien no puedo responder bien las preguntas, sugiero que, cuando piense en lo que sentiría al estar en una superposición cuántica, debe tener en cuenta que es un sistema físico muy complicado y "sentir algo" también es extremadamente proceso complicado Supongamos, por ejemplo, que hubiera una manera de clonarte con cada átomo de tu cuerpo mantenido exactamente en el mismo estado dentro de tu copia (esto es imposible de acuerdo con la mecánica cuántica, pero eso no importa por el momento). Tanto usted como la copia tienen el mismo derecho a "ser el verdadero usted". ¿Le importaría, por ejemplo, que lo maten inmediatamente después del proceso de copia y que solo sobreviva su copia)? (Esta pregunta ha sido discutida en el contexto de lo que es "transmitir"
Ahora intentaré abordar la cuestión. Esta es la forma en que personalmente lo pienso y cualquiera es libre de estar en desacuerdo. De una manera muy laxa, me atrevería a decir que al menos en la "interpretación de muchos mundos" de la mecánica cuántica (que se encuentra entre las "interpretaciones" más populares entre los científicos en los últimos años) "cada superposición" de ti en "tu estado" tiene su propia experiencia independiente. Uno podría entonces imaginar que esto implica tener "muchas copias de ti" al mismo tiempo. Sin embargo, la pregunta "en qué copia me convertiré cuando se demuestre que mi estado es una superposición" no tiene sentido. Todos ellos constituyen y contribuyen según sus pesos estadísticos al estado del sistema físico llamado "tú". Al mismo tiempo la pregunta " No tiene sentido porque para responderla tienes que definirte a ti mismo como un sistema cuántico en oposición al sistema que hace la pregunta (siempre tenemos que discutir el estado relativo de un sistema al sistema que "hace una pregunta". Dado que todos los sistemas en el universo están en principio enredados, esa es la única forma significativa de hablar sobre "el estado" de algún objeto). Tiene sentido preguntarle si su amigo está en una superposición cuántica macroscópica (créame, no lo está, pero aún puede verificar si lo desea) y también tiene sentido preguntar si su dedo índice derecho está en una superposición cuántica. superposición. Sin embargo, debe dejar algún sistema que pueda registrar la respuesta a la pregunta para que la pregunta tenga sentido. No tiene sentido porque para responderla tienes que definirte a ti mismo como un sistema cuántico en oposición al sistema que hace la pregunta (siempre tenemos que discutir el estado relativo de un sistema al sistema que "hace una pregunta". Dado que todos los sistemas en el universo están en principio enredados, esa es la única forma significativa de hablar sobre "el estado" de algún objeto). Tiene sentido preguntarle si su amigo está en una superposición cuántica macroscópica (créame, no lo está, pero aún puede verificar si lo desea) y también tiene sentido preguntar si su dedo índice derecho está en una superposición cuántica. superposición. Sin embargo, debe dejar algún sistema que pueda registrar la respuesta a la pregunta para que la pregunta tenga sentido.
Por supuesto, hay otras "interpretaciones" que podrían tratar de responder a tales preguntas de manera diferente. Tenga en cuenta que, si bien tales consideraciones pueden ser interesantes y tal vez importantes como preguntas fundamentales sobre la base de la mecánica cuántica como teoría, así como nuestra comprensión de la realidad con tal teoría en mente, no es de ninguna ayuda para alguien que intenta aprender sobre mecánica cuántica. informática.
Con respecto al experimento de la doble rendija, podría leer sobre los experimentos de un solo fotón, concluiría que el punto de vista de la escuela secundaria es muy simplista. Uno a la vez, los fotones todavía forman el patrón (los fotones eligen un camino que es más probable, basado en 1) interactuando con el campo EM de la rendija y 2) encontrando el camino más corto que tiende a ser n múltiplos de su longitud de onda ( integral de trayectoria de Feynman). Sobre el gato de Schrödinger está tratando de decir que hasta que no observemos algo no sabremos en qué estado se encuentra y también dice observándolo podemos incluso forzar al sistema a adoptar un estado u otro. Si está tratando de observarse a sí mismo y determinar su estado, sus acciones afectarían igualmente el resultado observado.
Emilio Pisanty
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