Si tuviéramos una sola partícula con cero incertidumbre, ¿podríamos calibrar todos nuestros experimentos cuánticos a partir de ella?

“Si tuviéramos una sola partícula con cero incertidumbre, ¿podríamos calibrar todos nuestros experimentos cuánticos a partir de ella?”

No, no lo creo.

Sigamos con la posición y el impulso por ahora.

La fórmula relativista para el momento (p) es [matemáticas] p = \ frac {mv} {\ sqrt {1- \ frac {v ^ 2} {c ^ 2}}} [/ matemáticas], lo que significa que el momento es cero, la velocidad de las partículas debe ser cero.

Entonces ahora tenemos una partícula cuya posición y velocidad se conocen al 100%. Pero estos son factores relativos. Por lo tanto, podemos definir la posición y el momento de cualquier partícula como 0. Entonces, ¿cómo va a ayudar exactamente su objeto especificado en última instancia? * A menos que quiera decir que “Dios” nos dio una tabla de la ubicación de esta partícula en relación con cada otra en Un instante de tiempo. En cuyo caso se pregunta, si tuviéramos la posición absoluta de cada partícula, ¿podríamos saber la posición absoluta de cada partícula, en cuyo caso la respuesta es obviamente sí.

Sin embargo, incluso eso no nos diría dónde estaban un instante después.

QM limita nuestra capacidad de conocer esta información fundamentalmente.

O la posición y el impulso en algún sentido no existen antes de la medición, excepto probabilísticamente (Copenhague / muchos mundos / historias consistentes, etc.) o solo existen como parte de un sistema holístico más amplio (onda piloto / conjunto / superdeterminismo [tipo de] etc.) ) En la primera interpretación no podemos conocer los movimientos / posiciones de todas las partículas, porque no las tienen hasta que las medimos. En el segundo, necesitaríamos tener TODA la información sobre el universo para saber, porque los detalles en un lugar afectan localmente áreas distantes **.

El principio de incertidumbre no se trata de calibración. Se trata de la confusión inherente de la posición / momento para un objeto en forma de onda. Esto proviene de las matemáticas de las series y transformadas de Fourier, y es cierto en todo lo relacionado con las ondas, por ejemplo, la música.

Al hacer esta pregunta, creo que todavía estás imaginando partículas como pequeñas bolas de billar. Ellos no son. Ya sean nubes de probabilidad difusa (Copenhague), excitaciones de un campo de energía (QFT) o pequeñas entidades impulsadas por el potencial cuántico [que también debe transportar muchas de sus propiedades de manera no local] (onda piloto), de ninguna manera comportarse como bolas de billar.

* Me imagino que estás pensando en la analogía de Heisenbergs con las bolas que rebotan y que afectan el objeto; no solo es engañoso e INCORRECTO, sino que incluso en esta imagen no podrás determinar la posición / momento de todo lo demás. Tendría que rebotar las partículas de su partícula absoluta, entonces no sabría el momento / posición de ninguno de los dos.

** En el súper detrerminismo no hay efectos no locales, ese es el punto … pero el universo hizo imposible conocer todos los detalles en el primer instante. Estaba súper determinado.

Esta partícula de la que habla es, por supuesto, muy ficticia dados nuestros fundamentos científicos modernos, pero si se creara de alguna manera, no podríamos seguir usando la mecánica cuántica para explicar las cosas, al menos tal como la conocemos.

Es como cuando ese pequeño accidente en el CERN hace unos años, cuando calcularon mal la velocidad de un neutrino y lo encontraron más rápido que la luz. El mundo entero de la física sería sacudido porque una de nuestras herramientas más importantes para entender el universo (la relatividad) iba a estar equivocada.

Ahora, en cuanto a los experimentos reales, tenga cuidado de que esta partícula hipotética necesite pruebas en muchos otros aspectos. ¿Cuánto dura? ¿Se ve afectado y queda inutilizable después de una medición, como lo hacen la mayoría de las partículas reales después de los experimentos cuánticos? ¿Se comporta esta partícula de manera similar a cualquier otra partícula conocida para que podamos realizar un experimento?

Finalmente, debe tener en cuenta el hecho de que si hubiera una partícula de este tipo, entonces realmente tendríamos que averiguar cómo llegó a ser. “Dios de un universo” no es ciencia, entonces, ¿dónde y cómo llegó a ser? ¿Por qué no se hizo en grandes cantidades en el Big Bang (similar a nuestra pregunta sobre la antimateria)? Todas estas son preguntas muy importantes y (muy probablemente) una sola partícula no sería suficiente.

Hasta donde sé, debido al principio de incertidumbre, sería imposible tener partículas con masa distinta de cero, velocidad cero y posición conocida. Esta es la naturaleza del universo, no solo la falta de precisión de los instrumentos. La medición de la partícula altera su estado, porque usamos partículas con un momento distinto de cero (fotones), por lo tanto, debido a la ley de conservación, el momento de la partícula cambia. Deberíamos usar una partícula con momento cero, que sería una partícula con masa y velocidad cero (no podríamos moverla, por lo que sería bastante inútil), o una partícula sin masa sin momento, y todavía no lo hemos hecho. No descubras uno.

Debido a eso, probablemente tendríamos que renunciar a la mecánica cuántica tal como la conocemos (o una parte de ella).