¿No sería mejor si los físicos usan la palabra ‘interacción’ en lugar de ‘observación’ cuando hablan del experimento de la doble rendija?

No sé cuán útil sería esta respuesta para usted, pero cuando los físicos usamos la palabra “observación” en un contexto de Mecánica Cuántica, queremos decir:

Proyección del espacio de Hilbert de la función de onda sobre la base de un operador, donde el operador es un modelo matemático de un proceso de observación.

Sí, todo es solo matemática. Desafortunadamente, no hay forma de reducirlo más que eso, y la mala noticia es que tampoco hay una “imagen” que lo acompañe. Eso es lo que hace que la mecánica cuántica sea tan difícil de entender.

Cuando los futuros físicos aprenden QM, simplemente aprendemos cómo hacer Mecánica Cuántica, es decir, manipular un montón de símbolos realmente geniales que buscan la ciencia de la manera correcta. Esto se llama el enfoque de “cállate y calcula” y es realmente todo lo que hay en QM. Entonces, si alguien trata de hablar con usted como si realmente supiera lo que QM “significa”, bueno, ¡puedo decirle en una capacidad 100% profesional que están hablando por todos lados!

El acuerdo básico con la “medición” es que, retrocediendo unos pocos párrafos, es que está modelado como un operador en QM. Un operador es solo una generalización de ‘+’, ‘-‘, ‘x’ y ‘/’ que aprendió en la aritmética de la escuela primaria. Esos también son operadores.

Sucede que cualquier operación (representada por un operador ) que puede hacer a una función de onda, que le dice algo al respecto, ¡tiene la propiedad matemática de que tiene que cambiar la función de onda! (A los fines de esta explicación, puede pensar que la función de onda y la partícula son sinónimos).

Entonces, realmente, y sé que esto es realmente extraño, cualquier cosa que hagas a una función de onda / partícula que te diga algo al respecto, tiene que alterar la función de onda / partícula a cambio. (Tit for tat se aplica en el nivel más fundamental de la realidad que parece). Podría ser una coincidencia que funcione de esa manera, pero ¿quién sabe? No sé lo que realmente significa tampoco.

Si desea reemplazar el término “observación”, puede usar “interacción decoherente” para describir qué desencadena la aparición del colapso de la función de onda. Las interacciones coherentes no desencadenan el colapso de la función de onda, por lo que el término genérico “interacción” es demasiado amplio para servir como reemplazo de “observación”.

Primera regla de la física, “las palabras no importan tanto”. Las palabras son importantes para formar analogías en tu cabeza, y los grandes como Einstein y Feynman usaron mucha visualización, pero el truco es no llevar eso a los extremos. Las palabras te ayudan a visualizar, pero también son cosas resbaladizas. Cualquier “charla de filosofía” como “la interacción produce el mismo efecto con o sin observación” es FINA en una charla de filosofía, pero es inapropiada y engañosa en cualquier discusión real de Física. Su experimento básico de dos rendijas y el efecto fotoeléctrico contradicen esa charla filosófica desde el principio, y desde hace más de 110 años, por lo que ya es hora de sacar esa frase de cualquier discusión de física. ¡Por favor!

No, porque no es la interacción lo que es relevante. Supongo que es obvio que cuando no intentamos descubrir por qué rendija está pasando el electrón, el electrón está interactuando con la pantalla del detector tanto como cuando lo hacemos. El electrón interactúa con la pantalla produciendo un punto. Eso es lo mismo bonito. Pero la configuración experimental definirá, o más bien restringirá, dónde aterrizará el electrón en la pantalla.

La respuesta de Andrew Magyar propone usar el término “interacción decoherente” y estoy de acuerdo con eso. El punto crucial es si algo en el sistema, incluido su entorno, sufrirá algún cambio de estado irreversible que sea consistente solo con el electrón que haya pasado a través de una rendija definida. Si eso sucede, el electrón debe haber pasado a través de esa ranura, porque de lo contrario habría una inconsistencia y la regla # 1 del universo es que debe ser consistente.

Si hay algún elemento en el universo que contenga información consistente con que el electrón haya pasado solo a través de una ranura y no la otra, eso es suficiente. No importa si hay alguien alrededor para observar esa información o no, simplemente existe y el comportamiento del electrón debe haber sido consistente con esa información.

Es por eso que podemos contar gran parte de la historia de la Tierra antes de que cualquier ser multicelular estuviera presente para observar algo. Porque el planeta contiene mucha información sobre su pasado remoto, impreso en sí mismo.