Mecánica Cuántica Parte II

                                  La Mecánica Cuántica

La diferencia explicada en la entrada anterior entre las dos interpretaciones fue resuelta en la conferencia de Solvay de 1927, en la que se discutieron ambas posturas. En ella Einstein propuso una serie de experimentos en los que ponía a prueba la completitud de la teoría de Bohr. Uno de estos experimentos consistió en imaginar una caja con fotones dentro de ella y con dos relojes, uno fuera y otro dentro perfectamente sincronizados. La caja se pesa. Después, si se abre una ranura especial, se deja salir un fotón y ese instante es precisamente registrado en el reloj. Luego, se pesa la caja de nuevo. Aquí, Einstein quería calcular la energía y el tiempo, otra prohibición del Principio de Indeterminación. Bohr demostró que Einstein no había tenido en cuenta su propia relatividad ya que los relojes no podían permanecer perfectamente sincronizados al haber un cambio en el sistema de uno de ellos, como es la liberación de un fotón.

Hubo muchos más experimentos mentales pero el último de ellos fue el más controvertido hasta la fecha, se denominó como el EPR. Este experimento ponía a prueba los efectos del entrelazamiento cuántico, en él Einstein proponía lo siguiente: dos partículas A y B son hechas interactuar y luego son separadas. En otro lugar, se mide el momento de A. Sin medir ni perturbar a B, se puede calcular su momento en otro lugar, por la Ley de Conservación de Momento. El hecho de que la partícula B tiene objetivamente un momento cognoscible sin ser medido, es un hecho que la Teoría Cuántica no considera y es, por lo tanto, incompleta. Bohr no fue capaz de responder a este experimento y no fue hasta 1965 que John Stewart debatió este experimento explicando que no se pueden usar conceptos macroscópicos en el mundo cuántico.

El propio Schrödinger creó una paradoja con el famoso experimento mental de “el gato de Schrödinger” para demostrar que la mecánica cuántica no tenía sentido. Este experimento consistía en imaginar una caja cerrada y opaca que contiene a un gato en su interior, una botella de gas venenoso y un dispositivo que contiene una partícula radiactiva con 50% de desintegrarse en un tiempo dado, de manera que, si la partícula se desintegra, el veneno se libera y el gato muere. Al terminar el tiempo establecido, hay una probabilidad del 50% de que el gato esté muerto, y la misma probabilidad de que esté vivo. Según los principios de la mecánica cuántica, el gato posee una superposición de los dos estados “vivo y muerto” al igual que la partícula radiactiva posee una superposición de dos estados “desintegrada y no desintegrada” al mismo tiempo. El pensamiento lógico nos diría que el gato muere antes de que nosotros abramos la caja, pero según las leyes de la mecánica cuántica expuestas en la interpretación de Copenhague, el gato se encuentra en una superposición de dos estados y no es hasta que nosotros observamos al gato, lo medimos, que le obligamos a manifestarse en uno de los dos estados, colapsando la función de onda.

Esta disputa continuó hasta que Dirac demostró que ambas eran equivalentes, por lo que se aunaron los puntos fuertes de cada una creando la interpretación de Copenhague, la cual dice que las partículas se distribuyen siguiendo su función de onda hasta que son observadas, sufriendo el colapso de Ψ.

A partir de los años 40, el debate por la naturaleza de la realidad tocó a su fin. Como dijo Dirac, “nadie realmente sabe cómo es el mundo cuántico, pero lo importante es que sabemos usar las ecuaciones”. Sólo algunos científicos como Einstein y Bohr siguieron preocupándose por las implicaciones filosóficas de sus descubrimientos.

Desde mi punto de vista, si bien Einstein podría haber llevado razón y haya algún factor externo aún no descubierto, que explique de forma intuitiva el comportamiento de la materia en su estado cuántico, la verdad, es que positivistamente no se pueden ignorar los hechos y según múltiples estudios realizados como los del entrelazamiento cuántico o los del efecto túnel, todo parece indicar que la materia en su estado cuántico puede ser modificada si entra en contacto con nuestro mundo macroscópico. Y que sigue unas reglas distintas a las nuestras. De aquí pueden nacer algunas preguntas como, por ejemplo: ¿cómo detecta una partícula que está siendo realmente observada? o ¿qué significa realmente medir? o ¿podremos cambiar la realidad modificando el mundo cuántico? Creo que actualmente nadie puede saber la respuesta a estas preguntas con certeza, pero me arriesgo a decir que muy probablemente este mundo cuántico no sea tan intuitivo como muchos esperaban y cuanto antes dejemos de intentar entenderlo utilizando similitudes con lo que conocemos hasta ahora, como la dualidad onda-partícula, antes podremos desentrañar los misterios que esconde.

Bibliografía y Webgrafía

El enigma cuántico de Bruce Rosenblum

El Tamiz: Einstein y Bohr

Javier Santaolalla: La interpretación de Copenhague

El rincón del Sofista: el gato de Schrödinger

Hablando de Ciencia: EL experimento EPR

Naukas: el debate acerca de la realidad