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Colapso de la función de onda

En mecánica cuántica, el colapso de la función de onda ocurre cuando una función de onda (inicialmente en superposición cuántica de varios eigenstates) se reduce a un simple estado (eigenstates) debido a una interacción con el mundo externo. En ese sentido (en esos casos), tal interacción es denominada una observación, considerada la esencia de una medición en mecánica cuántica. La observación conecta la función de onda con las observables en la física clásica, tales como posición y momentum. El colapso es uno de los dos procesos por los cuales los sistemas cuánticos evolucionan en el tiempo; el otro puede considerarse la evolución continuada gobernada por la ecuación de Schrödinger.[1] El colapso es una caja negra para una interacción termodinámicamente irreversible, con un ambiente clásico.[1]​

El colapso de la función de onda es un proceso físico relacionado con el problema de la medida, observado en la mecánica cuántica,[2]​[3]​ consistente en la variación abrupta del estado de un sistema después de haber obtenido una medida.

La naturaleza de dicho proceso es intensamente discutida en diferentes interpretaciones de la mecánica cuántica. Algunos autores sostienen que el proceso de decoherencia cuántica de hecho podría explicar cómo aparentemente el estado de un sistema «colapsa» de acuerdo con el postulado IV de la mecánica cuántica, aunque realmente el sistema formado por el sistema cuántico más el resto de universo, incluyendo el aparato de medida, no ha sufrido efectivamente un «colapso». En esta interpretación el colapso sería aparente, mientras que la función de onda global del universo habría seguido evolucionando de manera unitaria.[4]​

Introducción editar

El aspecto no local de la naturaleza sugerido por el teorema de Bell,[5]​[6]​[7]​ se ajusta a la teoría cuántica por medio del colapso de la función de onda, que es un cambio repentino y global de la función de onda como sistema. Se produce cuando alguna parte del sistema es medida, observada, o determinada, por tanto. Es decir, cuando se hace una observación/medición del sistema en una región, la función de onda varía instantáneamente,[3]​[4]​[8]​ y no solo en esa región de la medida sino en cualquier otra por muy distante que esté.[5]​[6]​[7]​[8]​

En la interpretación de Copenhague, este comportamiento se considera natural en una función que describe probabilidades. Puesto que las probabilidades dependen de lo que se conoce como el sistema, si el conocimiento que se tiene del sistema cambia como consecuencia del resultado de una observación, en ese caso la función de probabilidad deberá cambiar. Por esta razón, ante el aumento de información, un cambio de la función de probabilidad en una región distante es normal incluso en la física clásica. Refleja el hecho de que las partes de un sistema están correlacionadas (entre sí), y, por lo tanto, un incremento de la información aquí está acompañado por un incremento de la función del sistema en cualquier otra parte. Sin embargo en la teoría cuántica este colapso de la función de onda es tal, que aquello que ocurre en un lugar distante, en muchos casos, tiene que depender de lo que el observador eligió observar. Lo que uno ve allí depende de lo que yo hago aquí (y viceversa).[4]​[8]​[9]​[10]​[11]​[12]​ Este es un efecto completamente no-local, no-clásico (véase entrelazamiento cuántico).[10]​[11]​[12]​

Véase también editar

Referencias editar

  1. ↑ Joos, E.; Zeh, H. D. (1 de junio de 1985). «The emergence of classical properties through interaction with the environment». Zeitschrift für Physik B Condensed Matter (en inglés) 59 (2): 223-243. ISSN 1431-584X. doi:10.1007/BF01725541. Consultado el 11 de septiembre de 2023. 
  2. ↑ Davisson, C.; Germer, L. H. (1927-04). «The Scattering of Electrons by a Single Crystal of Nickel». Nature (en inglés) 119 (2998): 558-560. ISSN 1476-4687. doi:10.1038/119558a0. Consultado el 11 de septiembre de 2023. 
  3. ↑ a b Schrödinger, E. (1 de diciembre de 1935). «Die gegenwärtige Situation in der Quantenmechanik». Naturwissenschaften (en alemán) 23 (49): 823-828. ISSN 1432-1904. doi:10.1007/BF01491914. Consultado el 11 de septiembre de 2023. 
  4. ↑ a b c Schlosshauer, Maximilian (23 de febrero de 2005). «Decoherence, the measurement problem, and interpretations of quantum mechanics». Reviews of Modern Physics 76 (4): 1267-1305. doi:10.1103/RevModPhys.76.1267. Consultado el 11 de septiembre de 2023. 
  5. ↑ a b Bell, J. S. (1 de noviembre de 1964). «On the Einstein Podolsky Rosen paradox». Physics Physique Fizika 1 (3): 195-200. doi:10.1103/PhysicsPhysiqueFizika.1.195. Consultado el 11 de septiembre de 2023. 
  6. ↑ a b BELL, JOHN S. (1 de julio de 1966). «On the Problem of Hidden Variables in Quantum Mechanics». Reviews of Modern Physics 38 (3): 447-452. doi:10.1103/RevModPhys.38.447. Consultado el 11 de septiembre de 2023. 
  7. ↑ a b Bell, J. S. (1 de marzo de 1981). «BERTLMANN'S SOCKS AND THE NATURE OF REALITY». Le Journal de Physique Colloques (en inglés) 42 (C2): C2-62. ISSN 0449-1947. doi:10.1051/jphyscol:1981202. Consultado el 11 de septiembre de 2023. 
  8. ↑ a b c Einstein, A.; Podolsky, B.; Rosen, N. (15 de mayo de 1935). «Can Quantum-Mechanical Description of Physical Reality Be Considered Complete?». Physical Review 47 (10): 777-780. doi:10.1103/PhysRev.47.777. Consultado el 11 de septiembre de 2023. 
  9. ↑ Vedovato, Francesco; Agnesi, Costantino; Schiavon, Matteo; Dequal, Daniele; Calderaro, Luca; Tomasin, Marco; Marangon, Davide G.; Stanco, Andrea et al. (6 de octubre de 2017). «Extending Wheeler’s delayed-choice experiment to space». Science Advances (en inglés) 3 (10). ISSN 2375-2548. PMC 5656428. PMID 29075668. doi:10.1126/sciadv.1701180. Consultado el 11 de septiembre de 2023. 
  10. ↑ a b Aspect, Alain; Dalibard, Jean; Roger, Gérard (20 de diciembre de 1982). «Experimental Test of Bell's Inequalities Using Time-Varying Analyzers». Physical Review Letters 49 (25): 1804-1807. doi:10.1103/PhysRevLett.49.1804. Consultado el 11 de septiembre de 2023. 
  11. ↑ a b Bell, J.S.; Shimony, A.; Horne, M.A.; Clauser, J.F. (1985). «An Exchange on Local Beables». Dialectica 39 (2): 85-110. ISSN 0012-2017. Consultado el 11 de septiembre de 2023. 
  12. ↑ a b Zeilinger, Anton (22 de septiembre de 1986). «Testing bell's inequalities with periodic switching». Physics Letters A 118 (1): 1-2. ISSN 0375-9601. doi:10.1016/0375-9601(86)90520-7. Consultado el 11 de septiembre de 2023. 

Bibliografía editar

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