¿La mecánica cuántica (especialmente las partes sobre el entrelazamiento cuántico) refuta la Teoría de la relatividad (parte sobre que la luz es más rápida)?

No. La mecánica cuántica y la relatividad especial funcionan muy bien juntas y forman un marco llamado teoría cuántica de campos.

En términos de la velocidad de la luz, resulta que medir la velocidad se convierte en un negocio realmente sutil en las teorías de la mecánica cuántica.

Resulta que es útil separar las velocidades en siete tipos diferentes. Algunos de estos son familiares a la física de pregrado, otros no. La mayoría de los estudiantes universitarios aprenden que hay velocidad de fase y velocidad de grupo. La velocidad de fase puede ser más rápida que la luz y, de hecho, puede llegar a ser infinita. Sin embargo, la información no se puede transmitir a la velocidad de la velocidad de fase. Los estudiantes de pregrado aprenden sobre la velocidad del grupo y esta es una mejor definición de la velocidad de propagación. En mecánica clásica esto es más o menos suficiente. En la mecánica cuántica este no es el caso y puede tener la velocidad de la energía y la velocidad de la información (y algunas otras). Resulta que solo la velocidad de la información está limitada a ser menor que la velocidad de la luz en la mecánica cuántica.

En términos de enredos, una analogía adecuada, si no totalmente precisa, es la siguiente. Imagine que su amigo dice que tiene un dólar en cambio y lo dividirá en dos bolsas y luego le dará una y se quedará con la otra. Vas a viajar lejos a la velocidad de la luz durante un año y luego mirar dentro de la bolsa. En el momento en que miras dentro de la bolsa y ves 47 centavos, sabes que tu amigo tiene 53 centavos instantáneamente a pesar de que está a un año luz de distancia. No ha transmitido información más rápido que la velocidad de la luz, pero ha inferido información sobre un punto distante. Esta no es una analogía perfecta, pero moralmente es lo que está sucediendo con el enredo. Tu amigo no sabe que has determinado que tiene 47 centavos y no puede decir que esa medición se haya realizado.

Hay una maravillosa explicación sobre esto por parte de John Bell en sus documentos … la respuesta corta es: ¡No!

¿Qué dice la teoría de la relatividad acerca de que la luz es la más rápida? Dice que ninguna cosa material puede moverse más rápido que la luz.

Pero otras cosas, como, por ejemplo, las conexiones causales, siempre pueden moverse más rápido que la luz, que ni siquiera necesita una mecánica cuántica. Piensa en la situación que la reina Isabel II. Muere en Australia. Exactamente en este momento, sin tiempo necesario, es un hecho que Charles es ahora el Rey de Inglaterra. Este hecho, en cierto sentido, es cierto para él antes de que pueda llegar a conocerlo, viaja instantáneamente.

El enredo cuántico muestra que hay conexiones causales entre partículas separadas espacialmente, pero no se puede enviar información con él, no es muy diferente de la situación anterior.

Pero aún así, existe una profunda tensión entre el enredo cuántico, como en el experimento de Bell, y la relatividad, lo que conduce a las dificultades de encontrar una teoría cuántica relativista que funcione bien.

Creo que estás hablando del problema de la comunicación más rápida que la luz. Es decir, si tengo dos partículas enredadas muy lejos, digamos que A está en Boston y B está aquí en Tel Aviv, y en Boston mi amigo mide A, inmediatamente mi partícula B se colapsa en el estado correspondiente. Entonces parece que A afectó a B instantáneamente, refutando la relatividad (que nada puede afectar a nada más más rápido que la velocidad de la luz).

La explicación de esto es que si mi amigo mide la otra partícula, no sabré en qué estado está el mío hasta que levante el teléfono para decirme (o enviarme un correo electrónico). Entonces la información no me llegará más rápido que la luz.

Nunca me importó esta explicación, porque la partícula afectó si la conozco o no, pero no pude pensar en una mejor, y generalmente se acepta. Espero ver una mejor respuesta aquí.

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