¿Cuál es la relación en física entre el principio de incertidumbre y el problema de medición?

El problema de medición y el principio de incertidumbre no están tan relacionados.

  • El problema de la medición es todo el conjunto de problemas que surgen cuando intenta completar cuál es el “postulado de proyección” de la mecánica cuántica y, en particular, cómo puede ser consistente con la evolución unitaria.
  • El principio de incertidumbre es una declaración sobre dos operadores QM que no viajan diariamente. Este principio tiene cualquier posición sobre el problema de medición, incluso si no hay mediciones.

Son conceptos muy diferentes, y las relaciones entre ellos no son en absoluto directas.


Sin embargo, la medición y el principio de incertidumbre también son consistentes , ya que el principio de incertidumbre es válido tanto para los estados medidos como para cualquier otro estado. Por ejemplo, imaginemos una medición de posición bastante precisa: restringiéndola a un bonito pico estrecho:

En este estado, el impulso será un pico muy amplio. Me gusta esto:

Y funcionará al revés también. Si obtiene un detector de momento muy sensible (y así fuerza el estado a un pico agudo agradable en el momento), entonces esto también extenderá mucho el pico del estado de posición.

La regla general es: aprietas una y la otra se amplía. Esto se cumple si el proceso que utiliza para exprimir el pico hacia abajo se denomina “medición” y también se cumple si lo hace a través de cualquier otro proceso de QM. Más precisamente, si denotamos el ancho del pico en el espacio de posición por [math] \ Delta x [/ math] (la flecha en el diagrama superior) y el ancho en el espacio de momento por [math] \ Delta p [/ math] , (la flecha en el diagrama inferior), estas cantidades están relacionadas por esta ecuación:

[matemáticas] \ Delta x \ Delta p \ geq \ frac {\ hbar} {2} [/ matemáticas]

Algunos puntos que pueden ser útiles.

  1. El principio de incertidumbre es cierto para cualquier estado en QM. No necesita medir nada para que se sostenga. A veces, este punto se oculta al introducir el principio de incertidumbre en el contexto de la medición (p. Ej., Detectar la posición de los átomos haciendo rebotar fotones fuera de ellos); esto es profundamente inútil: el principio también se mantiene fuera del contexto de medición.
  2. El principio de incertidumbre no se impone sobre QM. Se deriva de ello. La matemática de los estados de QM lo incorpora. Entonces preguntas como: “Si el principio de incertidumbre no se cumpliera, ¿cómo sería QM?” Tiene poco sentido. Es como preguntar “Si no hubiera ningún árbol, ¿cómo serían los bosques?” Eliminar el principio de incertidumbre significa que ya no estamos hablando de QM: está tan profundamente integrado en la estructura
  3. El principio de incertidumbre es más general que una simple relación entre posición e impulso. Es válido para cualquiera de los dos operadores relacionados por conjugación canónica. Es válido para el momento angular, para las energías, para girar, para cualquier otra cosa que puedas imaginar.

El principio de incertidumbre surge del hecho de que los observables conjugados (como la posición y el momento) no son conmutativos, mientras que el problema de medición surge del hecho de que los estados cuánticos son en general superposiciones coherentes. Ambas son características esenciales de la mecánica cuántica, pero son distintas.

El principio de incertidumbre dice que el producto de las incertidumbres de posición e impulso tiene un mínimo distinto de cero. Entonces, si la incertidumbre en la posición es pequeña, la incertidumbre en el momento es grande, y viceversa. La medición de la posición, por diseño, reducirá la incertidumbre en la posición, pero no puede reducirla a cero. Siempre hay incertidumbre distinta de cero. La medición nunca produce un valor exacto .

El problema de la medición en la mecánica cuántica surge porque el estado de una partícula es una superposición coherente de muchas posiciones diferentes. La coherencia es una característica clave que da lugar a efectos de interferencia en forma de onda. Como resultado, el estado no es simplemente una colección de posibles posiciones. Las posiciones se superponen para formar un todo coherente. Y estas posiciones pueden distribuirse en una gran región del espacio. Sin embargo, una medición de posición da como resultado una posición localizada. Ahora, el dispositivo de medición, por diseño, localizará la posición. Pero, ¿qué determina cuál de las posibles posiciones está localizada? La teoría no proporciona ningún mecanismo o explicación para la selección de una posición sobre otra. Solo especifica las probabilidades. Entonces, sin algo adicional, existe el problema de contabilizar un resultado de medición específico.

Con suerte, esto deja en claro que no existe una relación estrecha entre el principio de incertidumbre y el problema de medición.

La incertidumbre dice que no se pueden conocer ciertos pares de variables con precisión simultáneamente. El problema de medición señala que no sabemos exactamente dónde está una partícula hasta que la medimos.

La contradicción entre estas oraciones no es obvia para mí. Tomemos el par habitual de variables: posición e impulso. Si mides la posición, entonces sabes la posición, pero no sabes nada sobre el impulso. Si luego procedes a medir el impulso, entonces ya no sabes la posición. Esta secuencia de eventos es consistente tanto con el principio de incertidumbre como con el problema de medición.

El problema de la incertidumbre no es más que un ejemplo de reactividad, que debe controlarse al hacer observaciones científicas precisas. Al intentar observar el momento y la ubicación de un electrón, uno debe asegurarse de que los procedimientos de medición no afecten la medición. cuando la luz, por ejemplo hipotético, se usa para medir la ubicación y la velocidad del electrón mencionadas anteriormente, la luz, el fotón o la onda cambian uno u otro, ya que el fotón es tan grande o más grande que el electrón. Sin duda un problema clásico con la medición. El profesor debe ser observado por principio los siguientes martes. a la 1 pm. tras la observación mar. a 1, el profesor es inspirador. ¿Qué observó o midió el principio? ella o él midieron el efecto de la medición, y nunca se puede decir sin controlar adecuadamente los efectos de la observación. así, el principio de incertidumbre es un ejemplo especial, no raro, de no ejercer un control científico adecuado en el proceso de medición u observación.

Sobre el principio de indeterminación coincido con el otro pepole

El colapso cuántico se debe a que la ecuación de Schödinger (o su equivalente) es determinista, pero el resultado de la medición no. Aquí las soluciones distintivas para la resolución de la medida del problema:

Interpretaciones de la mecánica cuántica – Wikipedia

More Interesting

¿Cómo será nuestra vida sin física?

¿Qué quiere decir John Wheeler con su famosa cita 'It from bit'?

¿Por qué creemos que podemos crear algo o destruir algo cuando sabemos que nada se puede crear y nada se puede destruir (ley de la naturaleza)?

La relación entre energía y materia es clara. ¿Qué pasa con la relación entre la materia y la conciencia?

¿Dónde nos han fallado las matemáticas hasta ahora?

¿Puede existir realmente algo en realidad con la longitud exacta de Pi?

¿Cuáles son algunas de las nuevas teorías sobre 'Tiempo'?

¿Qué fuerza física o restricción subyacente puede explicar la convergencia de variables aleatorias en la teoría de probabilidad (por ejemplo, la ley de los grandes números) y por qué esto no hace que (algún tipo de) determinismo sea un hecho obvio?

¿Responder una pregunta sobre Quora invoca a diferentes lectores de esa respuesta a una experiencia subjetiva diferente? ¿Por qué o por qué no?

¿Es el principio de menor acción (y principios variacionales similares) teleológico? Y si es así, ¿por qué los argumentos teleológicos son aceptables en física pero no en evolución?

En el país de los ciegos, ¿los libros de texto académicos de Braille afirman que la velocidad del sonido es la velocidad límite del universo?

Los antiguos indios estaban muy avanzados en física. ¿Por qué no es ese el caso hoy?

¿El destino y los esfuerzos están interrelacionados o son exclusivos?

¿Cuál es una mejor explicación para la observación de que todas las galaxias se alejan de nosotros a un ritmo acelerado: energía oscura o gravedad repulsiva?

¿Podría la antimateria desaparecida esconderse a simple vista?