Lun. Dic 23rd, 2024

Ensayos en la Mecánica Cuántica I

Por Santi Royuela Feb 13, 2024

<< Las ideas que pretendo resaltar son las del colpaso de la función de onda y también sobre el determinismo o indeterminismo en general.

  Muchas veces he oído a grandes físicos de renombre hablar de la invariancia bajo inversión temporal de las leyes de la física, apuntando en ello hacia el determinismo, todo y teniendo en cuenta el efecto probabilístico puro de la medida al colapsar la función de onda.

  Ahora le propongo una dinámica como la siguiente, para ver si ella es o no determinista. Supongamos un sistema dinámico propia de la mecánica clásica, regido por las ecuaciones de Euler-lagrange, un péndulo, si quiere. Su dinámica es claramente determinista sin lugar a dudas. Pero imaginemos que el sistema, al llegar a un punto determinado, activa un dispositivo del que emergerá un electrón hacia una doble rendija y tras ella una pantalla de registro (O cualquier otro sistema con un estado en superposición que evolucione y termine colapsando). Es decir, en el momento en el que el sistema mecánico determinista activa el electrón, éste determinará una función de onda o de probabilidad de materia –regida por una dinámica determinista– y, tras pasar la doble rendija, incidirá en un punto concreto de la pantalla receptora donde se produce el colapso –que es puramente aleatorio, según la interpretación de Copenhague-. Éste punto, es totalmente aleatorio puro ¿cierto?

  Bien, si ahora se acopla un sistema dinámico totalmente determinista a la pantalla, de tal forma que el punto de la pantalla donde ha incidido el electrón al azar sea la condición inicial de un nuevo sistema dinámico clásico determinista ¿estaría, en el conjunto de estas 3 partes, ante un sistema indeterminista puro? En tanto que el colapso de la función de onda es azar puro (Interpretación de Copenhague) y se toma como condición inicial de un tercer sistema dinámico determinista, nunca se podrá saber con certeza la evolución final, a causa del azar en el colapso, transmitido a la dinámica determinista bajo condiciones iniciales.

  Profesor, si éste razonamiento es correcto, y suponiendo que en la naturaleza habrá muchos procesos que sean de éste tipo, entonces ¿se puede decir que el determinismo, en el “mundo” –historia del universo- y ya en términos casi filosóficos, no existe? el determinismo puro, tal como se plantea en “el demonio de Laplace”. ¿Sería éste un argumento plausible ante una dinámica determinista como la mecánica cuántica, para argumentar que “el determinismo en el mundo no existe”? >>

Javier García: << Tu planteamiento es interesante y aborda la interacción entre la mecánica clásica y la mecánica cuántica, y la cuestión del determinismo e indeterminismo en el universo. En primer lugar, la mecánica cuántica introduce elementos probabilísticos a través del colapso de la función de onda durante la medición. Su descripción de un sistema determinista (como un péndulo) que activa un proceso cuántico (la emisión de un electrón a través de una doble rendija) y luego se acopla a un sistema determinista nuevamente (una pantalla con un nuevo sistema dinámico clásico determinista) es un ejemplo interesante. La clave de tu argumento radica en la naturaleza aparentemente aleatoria del colapso cuántico y cómo esta aleatoriedad afecta a sistemas deterministas posteriores. En este escenario, podría argumentarse que el sistema global, compuesto por las tres partes que dices, se comporta de manera indeterminista debido a la introducción de la aleatoriedad en el proceso de colapso cuántico. Sin embargo, la interpretación de la mecánica cuántica es un tema debatido y no existe un consenso universal sobre cómo entender realmente los fenómenos cuánticos. Interpretaciones como la de Copenhague, la de los muchos mundos y otras ofrecen perspectivas distintas sobre la naturaleza de la realidad cuántica. En términos filosóficos, tu argumento podría apoyar la idea de que el determinismo puro, como se propuso en «el demonio de Laplace», puede no ser aplicable en todas las escalas y niveles de la realidad. Sin embargo, es importante destacar que esto no invalida el determinismo en todos los aspectos de la vida o del universo. Hay muchos sistemas y procesos que aún pueden describirse de manera determinista, especialmente a escalas macroscópicas. En resumen, la relación entre el determinismo y el indeterminismo en el «mundo» puede ser bastante más compleja de lo que suponemos. >>

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