¿El efecto observador funciona retroactivamente en física cuántica?

Huelga decir que la respuesta depende en gran medida de la interpretación preferida de QM, en algunos de ellos el efecto observador (colapso de la función de onda) simplemente no existe, más notoriamente en la Interpretación de Muchos Mundos. Dicho esto, en mi opinión preferida, el “efecto observador” es la generación de cualquier información consistente con un solo estado cuántico particular de un evento en el pasado cono de luz. Hasta que eso suceda, todos los diferentes estados cuánticos consistentes coexisten en superposición. La generación de información no requiere ningún observador sensible, solo un tipo particular de interacción, que puede ocurrir en cualquier momento después del evento en cuestión.

Algunas personas hablan sobre el tema como si observar un patrón de interferencia en una pantalla no fuera una observación, como si cada observación hiciera colapsar la función de onda a un estado definido. Pero, por supuesto, lo es, simplemente sucede que es un tipo de observación que no genera información de qué ruta. Por lo tanto, el “estado colapsado” sigue siendo una superposición de ambos caminos. Algunos tipos de interacciones generan información, otros no.

Hasta el punto de la pregunta, los fotones de ese experimento permanecen en una superposición de ambos caminos hasta que alcanzan cualquier interacción, y en ese punto, dependiendo del tipo de interacción que enfrentan, colapsarán en el estado de superposición (interferencia) o en un estado definido (uno de los dos caminos).

Quizás esta otra respuesta pueda dar más información:

La respuesta de Gerard Bassols a ¿El experimento de doble rendija realmente muestra que se requiere observación consciente para que un fotón colapse de una onda a una partícula?

Parece haber cierta confusión sobre lo que significa “observar” en la mecánica cuántica. El resultado del experimento anterior no depende de si “usted” mira las rendijas a través del telescopio o no. Permítanme explicar brevemente qué constituye como observación / medición en su ejemplo y cuáles son las consecuencias:

Observación / Medición: Cualquier proceso físico que pueda detectar qué hendidura atravesó el fotón. Este puede ser un sensor cerca de la ranura 1 de manera que parpadea cuando el fotón pasa a través de la ranura 1 pero permanece inactivo cuando el fotón pasa a través de la ranura 2.

Consecuencias de una medición: Según la mecánica cuántica, un acto de medición obliga a la función de onda de la partícula a colapsar a uno de los estados especiales . Tal proceso destruirá el patrón de interferencia al realizar la medición.

Ahora, ¿cuál es tu papel en todo esto? ¿Tu conciencia o tu ser humano o vivo tiene algo que ver con eso?

La respuesta corta es no. Cuando apunta su telescopio a la ubicación del aparato de interferencia, puede ver que hay un sensor que está realizando su trabajo o que no hay un sensor allí. Si no ve ningún mecanismo cerca de las rendijas para detectar la trayectoria del fotón (a través de la rendija 1 o 2), verá un patrón de interferencia aquí en la tierra (dado que no ha sucedido nada más durante el viaje del fotón). Si ve algún mecanismo de este tipo, no verá el patrón de interferencia.

El patrón de interferencia se destruyó en el momento en que se detectaron estos fotones cerca de las rendijas, por lo que si miras a través del telescopio o no, no hay diferencia.

Consejo: Se pueden responder muchas de estas preguntas si se tiene en cuenta que ninguna teoría física conocida viola la causalidad. La causalidad significa que ninguna influencia física puede moverse más rápido que la luz (velocidad de vacío de la luz). En su experimento, los efectos de cuando está mirando a través del telescopio no pueden viajar en el tiempo hasta el punto en que el experimento ocurrió en esa estrella. Por lo tanto, no hay un “momento adecuado” para mirar en el sentido de que pueda afectar el resultado de este experimento.

El efecto del observador es inapropiado en lo que respecta a la mecánica cuántica. Así que vamos a reducirlo a lo que han demostrado los experimentos de laboratorio. (Al menos creo que ha habido suficientes experimentos de elección retrasada para hablar sobre lo que “realmente” sucede).

La forma majestuosa de ver esta pregunta es el experimento mental propuesto por el Dr. Wheeler. Supongamos que hay una estrella ubicada a un número súper astronómico de años luz de la Tierra, y entre la Tierra y esa estrella hay un agujero negro que actúa como una lente gravitacional, de modo que la luz que se dirige al centro muerto hacia el agujero negro será “lente” alrededor del agujero negro y aparecerá como dos estrellas para los observadores de la tierra. (Algunas de estas estrellas han sido identificadas). Ahora nos acercamos a un fotón en nuestra imaginación cuando deja su estrella. Se dirige hacia la lente gravitacional y tiene la misma probabilidad de ir por los dos caminos. Si todavía estuviéramos haciendo física clásica, diríamos que con seguridad el fotón va hacia la izquierda o hacia la derecha. Ahora vamos a un observatorio en la tierra que tiene dos telescopios, uno apuntando a la imagen izquierda de esa estrella y el otro apuntando a la imagen derecha de esa estrella. La estrella está tan distante que estos telescopios obtienen cada uno solo un fotón por segundo. Suponemos otro favor de Lady Luck: la longitud del camino alrededor de ambos lados del agujero negro es exactamente la misma.

Los observadores deciden que mirarán cada estrella, por lo que ven un fotón que aparece en un telescopio u otro, dispersos en el tiempo. Por esa razón, es tentador creer que algunos fotones van por el camino izquierdo y algunos fotones van por el camino correcto. Pero uno de los investigadores dice: “Fusionemos las imágenes de la estrella proyectando la salida de ambos telescopios en la misma pantalla”. Luego se dan cuenta de que si juegan con la forma en que los dos trenes de fotones se fusionan en la pantalla haciendo ligeros desplazamientos de ambos dirigidos al centro de la pantalla (un poco como cruzar los ojos ligeramente para obtener dos imágenes de lo mismo en su mente), obtienen efectos de interferencia . “¡Guau! Eso muestra que estos fotones vienen por ambos caminos “.

Wheeler dijo que esto muestra que cuando las imágenes se fusionan y se producen efectos de interferencia, el fotón debe haber tomado ambos caminos cuando alcanzó la separación de las lentes alrededor de la lente gravitacional. Y, dice, cuando observamos un fotón que se muestra en el telescopio independiente A o B, eso significa que el fotón debe haber tomado el camino izquierdo o el camino correcto en ese entonces, hace miles de millones de años. Lo que hacemos en el presente determina lo que sucedió hace eones .

Sospecho que estaba bleeping con las mentes de sus alumnos cuando dijo esto, pero ¿quién soy yo para conocer?

Las ecuaciones son tan “reales” como nunca vamos a obtener. Las interpretaciones que ponemos en ellas a veces pueden eliminarse por razones lógicas, pero si son diferentes pero igualmente lógicamente aceptables, ¿quién puede decir cuál es la correcta o cuál no? Así que voy a dar mi propia interpretación de lo que sucede.

Invariablemente, cuando un fotón (o su función de onda para ser más precisos) se encuentra con una bifurcación en el camino, va en ambos sentidos. Cuando hay un telescopio en el camino de llegada desde el lado izquierdo y otro telescopio en el camino de llegada desde el lado derecho, ambos son golpeados por la función de onda fantasmal. De acuerdo con las funciones de onda (se), hay varias probabilidades de aparecer aquí o allá. El fotón no puede aparecer en dos lugares. Por lo tanto, aparecerá en el Telescopio A o en el Telescopio B. (Por lo tanto, no tenía que “decidir” qué hacer hace millones de años). Si estas funciones de onda se fusionan en la misma pantalla de detección, cooperarán para determinar las posiciones de las diversas probabilidades de aparecer, tal como lo hacen en la variedad del jardín del experimento de doble rendija. Por lo tanto, no existe una “opción retrasada”. Las funciones de onda llegan por todos los caminos posibles, y la forma en que se resuelven depende del tratamiento que reciban del observatorio astronómico.

El método de observación determina lo que se observa. Observar el fotón no determina nada sobre qué camino o caminos siguió el fotón antes de observarlo.

Tenga en cuenta que si hubiera otra estrella visible en el cielo que no estuviera detrás de un agujero negro, los observadores con dos telescopios nunca verían el mismo fotón y tampoco habría fenómenos de interferencia.

No, básicamente Hasta que estos fotones interactúen con algo de tal forma que sus ubicaciones sean observables, no sabríamos su ubicación. Si los observamos cuando pasan a través de las rendijas, destruimos cualquier posibilidad de un patrón de interferencia. Por lo tanto, normalmente estaríamos viendo el patrón de interferencia formado en lugar de la ranura por la que pasa cada fotón.

No hace ninguna diferencia cuando los humanos observan el patrón o cómo; en lo que respecta a cualquier teoría de la física convencional o coherente y útil, el patrón puede formarse felizmente en nuestra ausencia y podemos verlo más tarde, cuando queramos.

El “observador” puede ser una máquina, una placa fotográfica o cualquier otra cosa.

“Observador” no significa necesariamente un observador humano, ni tampoco uno consciente. Piense en cómo se realiza la doble rendija y luego considere cómo se llevaría a cabo la observación.

En la encarnación más común del experimento, el “observador” sería algún tipo de fotodetector colocado en la ubicación de la pantalla, que mediría la intensidad de la luz. No hay hechicería en este lugar: funcionaría tal como cabría esperar.

De hecho, las respuestas dadas hasta ahora pueden ser las respuestas correctas, como sabemos por la mecánica cuántica, el fotón se puede detectar en la pantalla usando detectores, por lo que desde estos detectores se puede ver el patrón de interferencia, pero al observarlo pasar por las rendijas por un observador provoca el colapso de su ola.

¿Por qué cambiaría el experimento si la observación se lleva a cabo durante 1 año luz en lugar de 0.0000001 segundos luz?

Søren Walther