La mecánica cuántica revoluciona nuestra comprensión del mundo clásico. Un equipo de investigadores españoles propone una nueva perspectiva sobre el vínculo entre lo cuántico y lo clásico.
Los fundamentos de la mecánica cuántica se basan en la ecuación de Schrödinger, que describe la evolución de los sistemas cuánticos. Sin embargo, la transición entre el mundo cuántico y el mundo clásico sigue siendo un misterio. Esta transición, a menudo llamada "colapso de la función de onda", está en el centro de los debates científicos desde hace décadas.
La interpretación de Copenhague sugiere que la función de onda colapsa en un estado definido durante una medición. Sin embargo, esta visión es cuestionada por teorías alternativas como la de los mundos múltiples. Esta última propone que cada medición crea una ramificación del Universo, donde todos los resultados posibles coexisten.
Philipp Strasberg y su equipo de la Universidad Autónoma de Barcelona han explorado esta idea a través de simulaciones numéricas. Sus trabajos, publicados en
Physical Review X, muestran que los efectos de interferencia cuántica desaparecen rápidamente a gran escala. Esto explica por qué observamos un mundo clásico estable.
Los investigadores han simulado la evolución de sistemas cuánticos complejos, incluyendo hasta 50 000 niveles de energía. Sus resultados muestran que estructuras macroscópicas estables, correspondientes a "ramas del Universo", emergen naturalmente sin necesidad de condiciones iniciales específicas. Este descubrimiento refuerza la idea de que el mundo clásico es una consecuencia inevitable de la mecánica cuántica.
En relación con la mecánica estadística, el equipo también ha observado que ciertas ramas del Universo conducen a un aumento de la entropía, mientras que otras provocan su disminución. Estas ramas podrían poseer flechas del tiempo opuestas, abriendo nuevas perspectivas sobre la naturaleza del tiempo.
Estos trabajos abren el camino a una mejor comprensión de la transición entre los mundos cuántico y clásico. Sugieren que la emergencia de un mundo estructurado y ordenado es una propiedad fundamental de la mecánica cuántica, independiente de los detalles microscópicos.
¿Qué es la función de onda en mecánica cuántica?
La función de onda es un concepto central en la mecánica cuántica. Describe el estado de un sistema cuántico y contiene toda la información necesaria para predecir los resultados de las mediciones.
Matemáticamente, la función de onda es una solución de la ecuación de Schrödinger. A menudo se representa con la letra griega psi (ψ) y depende de las coordenadas espaciales y del tiempo.
La función de onda permite calcular la probabilidad de encontrar una partícula en una región dada. Esta probabilidad es proporcional al cuadrado de la amplitud de la función de onda, según la regla de Born.
Sin embargo, la naturaleza exacta de la función de onda sigue siendo objeto de debate. Algunas interpretaciones la consideran como una entidad real, mientras que otras la ven como una herramienta matemática.
¿Cómo explica la teoría de los mundos múltiples el colapso de la función de onda?
La teoría de los mundos múltiples, propuesta por Hugh Everett III, ofrece una alternativa a la interpretación de Copenhague. Sugiere que la función de onda nunca colapsa, sino que se ramifica en cada medición.
En esta visión, cada resultado posible de una medición corresponde a un universo paralelo. Así, todos los estados cuánticos coexisten en ramas distintas del Universo.
Esta teoría elimina la necesidad de un observador para provocar el colapso de la función de onda. Propone una visión determinista de la mecánica cuántica, donde cada evento cuántico crea nuevas realidades.
Aunque seductora, esta teoría plantea preguntas sobre la naturaleza de estos universos paralelos y su observabilidad. Los trabajos recientes, como los de Strasberg, intentan aclarar estos aspectos.
Fuente: Physical Review X