La física cuántica le dice adios a la realidad

Algunos físicos no se sienten cómodos con la idea de que todos los sucesos cuánticos individuales sean aleatorios de manera innata. Esta es la razón por la cual muchos han propuesto teorías más completas, que sugieran que los eventos están (al menos parcialmente) gobernados por “variables ocultas” extras. Ahora físicos austriacos afirman haber realizado un experimento que descarta a una clase amplia de teorías sobre variables ocultas que se centran en el realismo; lo cual da lugar a la consecuencia nada sencilla de que la realidad no existe cuando no la estamos observando (Nature 446 871).

Hace unos 40 años, el físico John Bell predijo que muchas teorías basadas en variables ocultas podrían ser descartadas si cierta inequidad experimental (conocida como la “desigualdad de Bell”) se violase. En este experimento por él ideado, una fuente lanza pares enlazados de fotones polarizados linealmente en direcciones opuestas hacia dos polarizadores, los cuales pueden variar en orientación. La mecánica cuántica dice que debería existir una alta correlación entre los resultados en los polarizadores, porque los fotones “deciden” juntos instantáneamente que polarización asumen en el momento de la medición, incluso aunque estén separados en el espacio. Las variables ocultas, sin embargo, dicen que estas decisiones instantáneas no nos necesarias, porque la misma correlación fuerte podría lograrse si los fotones recibieran de antemano (de algún modo) información acerca de la orientación de los polarizadores.

El truco de Bell, por consiguiente, era decidir como orientar los polarizadores solo después de que los fotones abandonasen la fuente. Si las variables ocultas existiesen, serían incapaces de conocer la orientación, y por tanto los resultados solo estarían correlacionados la mitad de las veces. Por otro lado, si la mecánica cuántica era correcta, los resultados tendrían que estar mucho más correlacionados – en otras palabras, se violaría la desigualdad de Bell.

Muchas realizaciones de este experimento planificado por Bell han ciertamente verificado la violación de su desigualdad. Por ello, todas las teorías basadas en variables-ocultas han sido descartadas en base a la suposición colectiva del realismo, lo cual significa que la realidad existe cuando no la estamos obervando; y a la locadad, lo cual significa que dos sucesos separados no pueden influirse instantáneamente. Pero una violación de la desigualdad de Bell no nos dice específicamente cual de las suposiciones – realismo, localidad o ambas – es discordante con la mecánica cuántica.

Markus Aspelmeyer, Anton Zeilinger y sus colegas de la Universidad de Viena, han demostrado ahora sin embargo que el realismo es un problema mayor que el de la localidad en el mundo cuántico. Para demostrarlo han ideado un experimento que viola una desigualdad diferente propuesta por el físico Anthony Leggett en el año 2003 y que se basa solo en el realismo, lo cual relaja la dependencia en la localida. Para hacer esto, en lugar de tomar medidas a lo largo de solo un plano de polarización, el equipo austriaco tomó medidas en planos adicionales perpendiculares, para de este modo comprobar la polarización elíptica.

Descubrieron que, al igual que en las realizaciones del experimento ideado por Bell, la desigualdad de Leggett también se viola – enfatizando la afirmación de la mecánica cuántica que sostiene que la realidad no existe cuando no la observamos. “Nuestro estudio demuestra que solo con renunciar al concepto de localidad no sería suficiente para obtener una descripción más completa de la mecánica cuántica”, comentó Aspelmeyer a Physics Web. “También se debería renunciar a unos cuantos rasgos intuitivos del realismo”.

Sin embargo, Alain Aspect, uno de los físicos que realizó el primer experimento tipo Bell en la década de 1980, cree que las conclusiones filosóficas del equipo no son objetivas. “Existen otros tipos de modelos no-locales que no son abordados ni por las desigualdades de Leggett ni por el experimento”, comenta. “Pero también comparto el punto de vista de que esta clase de debates, acompañados por experimentos como los realizados por el equipo austriaco, nos permite profundizar en los misterios de la mecánica cuántica”.

Traducido de Quantum physics says goodbye to reality (20 abril 2007)

92 Comentarios

  1. 81 Lep Balster Lep Balster 11 Ago 2008 0 (0 Votos)

    ¿Por qué nos cuesta tanto entenderlo? Es evidente: la realidad, que sepamos, sólo existe cuando es observada. De hecho a nivel cuántico lo demuestran los experimentos, y a nivel macroscópico la experiencia.
    Ahora bien, lo que pasa cuando metemos un calcetín en un cajón y luego lo volvemos a encontrar allí (cosa que, por cierto, no siempre pasa), es simplemente que es altamente probable que las partículas se configuren de una forma similar a como eran el día anterior, pero que nadie se engañe: no es el mismo calcetín, ha cambiado.

    Y si guardas el Universo un segundo antes del Big Bang en un cajón y vuelves a mirar, no un día después, sino 5 segundos, no creo que lo encuentres tal como lo dejaste.

    Ahora bien, un calcetín podemos “comprobar” (subrayo las comillas) que permanece en su lugar mirando cada 5 segundos durante un día entero. Pero, ¿y una persona? A diferencia de un calcetín, la persona como objeto macroscópico está muy influida por el nivel cuántico. Debido a la teoría del caos, al efecto mariposa y, si se quiere (y si no, también) a la conciencia.

    Por eso, aunque si tu ves a la persona Y a las 9 de la mañana y vuelves a verla a las 9 de la noche, probablemente la persona Y no ha dejado de existir en ningún momento (hablo ahora de existencia en términos más intuitivos), pero a las 3 de la tarde su posición no es fija si tú no la conoces ni tienes forma de deducirla en ese momento. Si crees que “sabes” que su posición en ese momento esta determinada, o bien no te has fijado bien, o no comprendes demasiado el flujo del tiempo. Igual que pasa en el experimento de la doble rendija con los electrones, la posición de la persona Y no se determina hasta que ésta es observada, mientras tanto “está en varios lugares a la vez” o en “ninguno”.

    ¿Qué implica esto? Por ejemplo, si admitimos simplemente como hipótesis que orar puede tener efecto en el mundo físico (no digo que sea así, sólo lo planteo como hipótesis), en ese caso tu puedes orar a las 4 de la tarde para que la persona Y haya cogido un tren a las 3 de la tarde, y realmente podrías afectar a ese hecho, que según la física newtoniana ya habría pasado. Pero nada ha pasado hasta que no es registrado por un observador, y a nivel cuántico el observador afecta a la realidad, y el nivel cuántico tiene efectos en el mundo macroscópico gracias al efecto mariposa, ínfimos en el caso de un calcetín pero mayúsculos en el caso de una persona.

    No tengamos miedo a la realidad, cuando se dijo que la Tierra era redonda, también había gente que tenía miedo de caerse. La realidad sólo existe cuando la observamos, mientras tanto es libre, lo que abre inmensamente el campo de lo posible.

    • 82 hugo luchetti hugo luchetti 14 Sep 2009 0 (0 Votos)

      PARA LEP, PARA una nube de energìa denominada como “Lep Balster” …

      Si es que aùn no se ha dispersado por la variada libertad del mundo… Creo que, teniendo en cuenta tus afirmaciones, para mantenernos unidos, la informaciòn, mientras dormimos, se scanea a travès de los miembros de la especie, en base a una onda mìnima del sueño profundo que conecta con el lìmite de vacìo cuàntico. De modo que, al levantarnos por la mañana, todos compartimos cierta informaciòn, que nos permite, aunque nuestras actividades sean distintas, COMPARTIR EL MUNDO. Esta onda mìnima grabarìa cada 24 hs. Y explicarìa el sueño de los mamìferos, que no es solo para descansar sino para “absorber la FORMA del mundo” que cambia tan ràpido que… Hay que envasar CADA DIA en el subconciente para estar a tono. Ese TONO MUNDIAL se transmite en el trance del sueño. Existe, o existirìa, entonces, una memoria nocturna global que nos informa los cambios… Chau, gracias.

    • 83 Rob Rob 3 Ene 2011 0 (0 Votos)

      Concuerdo con tu ejemplo. Otro similar: Cuando vez un partido de futbol, que ya se jugó, pero desconoces el resultado. Puedes influir en éste al verlo, independientemente de la secuencia “natural” o acostumbrada de los hechos.

  2. 84 matias matias 13 Oct 2008 0 (0 Votos)

    la fisica cuantica es la muestra de lo lejos q estamos de saber nada! la fisica es la forma exacta de describir los acontecimientos del universo con la ayuda de la matematica; la cual dice q 1 es 1 y q 2 es 2 por q todos estamos de acuerdo en que asi sea.

    • 85 jimena jimena 13 Nov 2010 0 (0 Votos)

      nooooo, la fisica no es exacta, no hay otra forma de decir que son solo aproximaciones del comportamiento de la naturaleza

  3. 86 Ramon Marquès Ramon Marquès 16 Dic 2008 0 (0 Votos)

    Yo, una de las cosas que no entiendo es que en debates tan interesantes como éste no se utilicen los nombres y apellidos de cada uno. Y quisiera exponer mi opinión de que la Física Cuántica, así como cuestiones derivadas como el experimento de Aspect o las variables ocultas no-locales, entran dentro de la Metafísica. Una Metafísica para la que las Escuelas de Teología tampoco sirven, sí la Parapsicología. Un pensamiento abierto a los fenómenos parapsicológicos ayuda. Yo entiendo que existe un campo puro o primordial más allá de las Matemáticas, de una transmisión instantánea y que da la información y el orden al mundo material (en realidad el mundo vibratorio) en el que vivimos. ¡Ah!, somos parte del experimento, pero creo que las cosas suceden sin necesidad de ser observadas, si no la materia oscura no podría existir. Ramon Marquès

  4. 87 angel angel 20 Mar 2009 0 (0 Votos)

    esto solo representa que todos y cada uno vivimos en diferentes realidades interpretadas por nuestro cerebro y que cada cosa se aplica a nuestra realidad entonces quiere decir que nada es totalmente verdad entonces que si lo es? todospodemos aparecer o no aparecer vernos diferentes dependiendo de como lo interprete lo vea cada quien entonces que ¿buscamos? hacia donde vamos si si vivimos en un mundo que no es totalmente real entonces esto quisiera decir que solo estamos dentro de una ilusion entonces nada de lo que hagamos tendria sentido xq no es verdad

  5. 88 Garubi Garubi 5 Sep 2009 0 (0 Votos)

    Hola, buenas. Quería hacer algunas precisiones, posiblemente algo pedorras e innecesarias. Procedo:

    “…lo cual da lugar a la consecuencia nada sencilla de que la realidad no existe cuando no la estamos observando”.

    La desigualdad de Bell parte de 3 pesupuestos, filosóficos, si se quiere:

    – Realismo: Hay una “realidad” que actúa según unas leyes, con independencia de nuestro conocimiento perceptual (medida). El corolario es que el resultado de una medida responde a una propiedad del objeto medido, que ha evolucionado hasta el valor medido con independencia del dispositivo con que medimos.

    – Validez de la inferencia inductiva: Establece que esta forma de razonamiento es legítima, y el corolario que hace al caso es que pueden deducirse legítimamente leyes a partir de la repetición de un mismo experimento.

    – Separabilidad / Localidad de Einstein: Ninguna clase de influencia puede propagarse más rápido que la velocidad de la luz.

    Por la definición de realismo, lo que se hace imposible es separar realidad y observador. No sería correcto por tanto decir que la realidad sólo existe cuando miramos; lo correcto sería decir que la medida (cuando miramos) es inseparable de la definición de lo medido.

    “En este experimento por él [Bell] ideado, una fuente lanza pares enlazados de fotones polarizados linealmente en direcciones opuestas hacia dos polarizadores, los cuales pueden variar en orientación…”

    Bell plantea su desigualdad sobre el comportamiento estadístico del espín de pares de protones entrelazados, no sobre la polaridad de fotones entrelazados.

    “El truco de Bell, por consiguiente, era decidir como orientar los polarizadores solo después de que los fotones abandonasen la fuente.”

    La paternidad del truco de la elección retardada es en todo caso de Alain Aspect, Jean Dalibard y Gérard Roger, quienes añadieron por primera vez al experimento la conmutación de los ejes de medida de la polarización con los fotones ya en vuelo, sin posibilidad por tanto de que se “comunicasen” el estado de los polarizadores a velocidades inferiores o iguales a la de la luz, imposición experimental que dio en llamarse de elección retardada o condición de separabilidad fuerte.

    Las teorías realistas locales deben los tres requisitos de los que partió Bell.
    En lo que andan ahora que se da por sentado por vía empírica que las desigualdades
    de Bell se violan, es en averiguar qué es lo que se puede preservar -o qué hay que descartar o modificar-, de entre los presupuestos de realismo, validez de la inferencia inductiva y separabilidad para poder dotar a la física de unos presupuestos filosóficos acordes con los resultados experimentales.

    Un saludo.

  6. 89 Garubi Garubi 5 Sep 2009 0 (0 Votos)

    “Sin embargo, Alain Aspect, uno de los físicos que realizó el primer experimento tipo Bell en la década de 1980…”

    Hay al menos 7 experimentos serios previos al de Aspect basados en las desigualdades de Bell, realizados entre 1972 y 1976 por distintos equipos en diferentes universisdades e instituciones. 5 de ellos dieron la razón a la mecánica cuántica, y dos de ellos a las teorías realistas locales.

    Un saludo.

  7. 90 El Titi El Titi 11 Ene 2011 0 (0 Votos)

    ¿Que la realidad no existe cuando no la estamos obervando? ¡Guau! ¡Eso si que es radical!.

  8. 91 julian julian 1 Ago 2015 0 (0 Votos)

    Es cuantificable lo macroscopico?.Tendriamos que observar el instrumento de medida para comprobar que existe, y asì hasta infinito.

  9. 92 asdf asdf 26 Dic 2015 0 (0 Votos)

    Si nada existe hasta que se obseva, quien imagino el universo para que existiera?

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