Esta semana estuve leyendo un artículo de la prestigiosa revista ¨Physics Today¨ de 1998 y me encontré con un comentario que ya había leído el otras ocasiones: ¨Según la mecánica cuántica es posible que una partícula se encuentre en dos estados (posición, energía, momentun, etc) simultaneamente¨, lo cual es error reiterado por muchos autores.
La mecánica cuántica es un mundo de probabilidades, un mundo muy diferente al que conocemos. Como se puede ver en el documental ¨el universo elegante¨(disponible en youtube) si en este mundo cuántico entráramos en un bar y pidiéramos una cerveza habría una cierta probabilidad de nos la traigan, pero también nos podrían traer whisky o vodka con cierta probabilidad, aunque tal vez finalmente nos traigan limonada. Es decir, no podemos conocer con certeza la bebida que nos traerán aunque podemos barajar algunas opciones. Del mismo modo no podemos decir que una partícula está en esta o aquella posición (estado cuántico) antes de realizar la medición de la posición (o de recibir la bebida en el bar), sólo podemos decir que existe cierta probabilidad de que esté en este estado.
Según un postulado de la mecánica cuántica el estado de un sistema esta bien determinado, lo que no significa que lo podamos conocer. Para comprender este postulado veamos un ejemplo, es como si en una caja tuviéramos pequeñas pelotas de colores rojo y azul y metamos la mano sin mirar en la caja para tomar una pelota, sabemos que esa pelota tiene un color, pero no podemos conocer cual es. Tal vez podríamos decir que es más probable que sea rojo o azul si de antemano conociéramos la cantidad de pelotas rojas y azules en la caja, pero aún así no podríamos tener certeza de su color. Si por ejemplo, tubiéramos 100 pelotas rojas y sólo una azul, ¿podríamos decir que la pelota que hemos elegido es roja con toda seguridad?, por supuesto que no, pero si tuviéramos que apostar de que color es seguramente apostaríamos al rojo, por que es más probable que obtengamos este color.
Ahora, una pregunta: ¿Cuál es la probabilidad que el color de la pelota sea rojo y azul?, me refiero justamente a que presente ambos colores, obviamente la respuesta es: cero. De la misma manera la probabilidad de que una partícula se encuentre en dos lugares al mismo tiempo es cero (no es posible). Sin embargo, en muchos textos y revistas se comenta que la mecánica cuántica afirma que una partícula puede estar en dos estados diferentes simultaneamente, lo cual no es un postulado de la mecánica cuántica. Algunos físicos comentan que se trata de diferentes interpretaciones de la cuántica, y que con esa interpretación es posible entender algunos fenómenos físicos, sin embargo, bajo esta ¨interpretación¨ se generan nuevos problemas que no son posibles de resolver (comentare esto en el próximo artículo). Finalmente se podría pensar que el caso de las pelotas de colores citados inicialmente es muy clásico para relacionarlo con la mecánica cuántica, pero no he especificado que tan pequeñas son las pelotitas ni cuantas son, así podrían referirse a un sistema de millones de partículas de tamaño atómico.
La mecánica cuántica es un mundo de probabilidades, un mundo muy diferente al que conocemos. Como se puede ver en el documental ¨el universo elegante¨(disponible en youtube) si en este mundo cuántico entráramos en un bar y pidiéramos una cerveza habría una cierta probabilidad de nos la traigan, pero también nos podrían traer whisky o vodka con cierta probabilidad, aunque tal vez finalmente nos traigan limonada. Es decir, no podemos conocer con certeza la bebida que nos traerán aunque podemos barajar algunas opciones. Del mismo modo no podemos decir que una partícula está en esta o aquella posición (estado cuántico) antes de realizar la medición de la posición (o de recibir la bebida en el bar), sólo podemos decir que existe cierta probabilidad de que esté en este estado.
Según un postulado de la mecánica cuántica el estado de un sistema esta bien determinado, lo que no significa que lo podamos conocer. Para comprender este postulado veamos un ejemplo, es como si en una caja tuviéramos pequeñas pelotas de colores rojo y azul y metamos la mano sin mirar en la caja para tomar una pelota, sabemos que esa pelota tiene un color, pero no podemos conocer cual es. Tal vez podríamos decir que es más probable que sea rojo o azul si de antemano conociéramos la cantidad de pelotas rojas y azules en la caja, pero aún así no podríamos tener certeza de su color. Si por ejemplo, tubiéramos 100 pelotas rojas y sólo una azul, ¿podríamos decir que la pelota que hemos elegido es roja con toda seguridad?, por supuesto que no, pero si tuviéramos que apostar de que color es seguramente apostaríamos al rojo, por que es más probable que obtengamos este color.
Ahora, una pregunta: ¿Cuál es la probabilidad que el color de la pelota sea rojo y azul?, me refiero justamente a que presente ambos colores, obviamente la respuesta es: cero. De la misma manera la probabilidad de que una partícula se encuentre en dos lugares al mismo tiempo es cero (no es posible). Sin embargo, en muchos textos y revistas se comenta que la mecánica cuántica afirma que una partícula puede estar en dos estados diferentes simultaneamente, lo cual no es un postulado de la mecánica cuántica. Algunos físicos comentan que se trata de diferentes interpretaciones de la cuántica, y que con esa interpretación es posible entender algunos fenómenos físicos, sin embargo, bajo esta ¨interpretación¨ se generan nuevos problemas que no son posibles de resolver (comentare esto en el próximo artículo). Finalmente se podría pensar que el caso de las pelotas de colores citados inicialmente es muy clásico para relacionarlo con la mecánica cuántica, pero no he especificado que tan pequeñas son las pelotitas ni cuantas son, así podrían referirse a un sistema de millones de partículas de tamaño atómico.
