Un enfoque para responder esto es comenzar con una visión clara del problema de medición e intentar clasificar los enfoques conocidos hasta ahora. Entonces podemos ver qué espacio hay para otras respuestas.
Para un ejemplo concreto, aquí está la evolución del colapso de la función de onda de un estado de giro singlete:
[matemática] c_ {1} [/ matemática] [matemática] | \ uparrow \ rangle + c_ {2} [/ matemática] [matemática] | \ downarrow \ rangle \ text {en la medición evoluciona a} [/ matemática] [matemática ] | \ uparrow \ rangle \ text {con probabilidad} [/ math] [math] | c_ {1} | ^ {2} \ textit {or} [/ math] [math] | \ downarrow \ rangle \ text {with probabilidad} [/ matemáticas] [matemáticas] | c_ {2} | ^ {2} [/ matemáticas]
- ¿Por qué el principio de exclusión de Pauli solo es válido en el mismo orbital? ¿No podría la distancia entre dos electrones ser menor entre dos orbitales en lugar del mismo orbital a 180 grados el uno del otro?
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“El problema de medición” es un nombre colectivo para las preocupaciones sobre este proceso de evolución. Y hay al menos dos preocupaciones distintas:
- El problema básico: ¿por qué el estado colapsa a una base clásica en lugar de una superposición? es decir, ¿por qué evoluciona a un estado propio de giro puro que se ve clásico ([matemáticas] | \ uparrow \ rangle [/ matemáticas] o [matemáticas] | \ downarrow \ rangle [/ matemáticas]), en lugar de algún estado que es una superposición de estos dos? Este es el problema que se aviva con experimentos de pensamiento como el gato de Schrodinger.
- El problema del colapso: incluso si hemos seleccionado una base adecuada, ¿cómo sufre la función de onda un colapso no unitario en un estado? Toda la evolución mecánica cuántica es unitaria, y el colapso en un estado no es unitario (no es lineal). ¿Cómo puede suceder esto, ya que el aparato de medición en sí mismo también debe describirse en última instancia como un sistema cuántico y, por lo tanto, también obedecer la evolución unitaria?
Lo útil de esta separación es que deja en claro que la parte más difícil del problema de medición es el problema del colapso. Los procesos dentro de la mecánica cuántica, como la decoherencia, resuelven el problema básico al mostrar cómo el enredo con el medio ambiente puede suprimir rápidamente los términos de interferencia a cerca de cero. Esto resuelve el problema básico, pero no ayuda en absoluto en el problema del colapso. De hecho, ningún proceso mecánico cuántico puede ayudar en el problema del colapso, simplemente porque, por definición, deben ser procesos unitarios.
Dado que el problema básico se puede resolver dentro de QM, concentrémonos en el problema del colapso y separemos tres enfoques generales para resolverlo:
a) Muerde la bala: la evolución unitaria de la función de onda y el proceso de medición no pueden describirse por la misma dinámica
b) Negar la premisa – El colapso es una ilusión, y la dinámica es siempre la misma.
c) Revise la dinámica: establezca algunas leyes nuevas para la evolución del estado en QM que tenga al menos un poco que no sea unitario
Esto me parece un enfoque mutuamente excluyente, colectivamente exhaustivo para las respuestas a la parte del colapso del problema de medición. Veamos cómo se bloquean los enfoques actuales.
Muerde la bala: la evolución unitaria de la función de onda y el proceso de medición no pueden describirse mediante la misma dinámica : Copenhague, QB-ismo : cuando se realiza la medición, salimos del mundo cuántico y aplicamos un conjunto diferente de reglas. La base se selecciona por la naturaleza del aparato de medición, y el colapso es simplemente un nuevo proceso que se inicia en el punto de medición. ¿Por qué? Copenhague: por fiat – “ellas son las reglas”. QB-ism: la medición es donde podemos actualizar nuestras creencias sobre el estado a través de la regla de Bayes; Es claramente diferente de la evolución unitaria.
Niega la premisa: el colapso es una ilusión, y la dinámica es siempre la misma : de Broglie-Bohm, otras teorías de variables ocultas, Muchos mundos, historias consistentes, Lógica cuántica.
de Broglie-Bohm (u onda piloto) dice que hubo una partícula y una ola allí todo el tiempo. La medición solo busca la ubicación de la partícula, por lo que, naturalmente, los resultados de buscarla se ven muy diferentes a una evolución unitaria de la onda. Otras teorías de variables ocultas también entran en esta clase: la medición parece un proceso diferente, pero todo lo que está haciendo es revelar los valores verdaderos de nuestras variables ocultas.
Por el contrario, muchos mundos utilizan la decoherencia para resolver el problema básico y la formulación del estado relativo de Everett para mostrar cómo parece ocurrir el colapso, pero en realidad es una separación en “mundos” causalmente distintos. En la lógica cuántica, establece un nuevo conjunto de reglas para el razonamiento y considera que deben usarse en lugar de la lógica clásica. En todos los casos, no hay nuevas reglas en torno a la medición.
Revise la dinámica: establezca una nueva evolución en QM que tiene un poco que no es unitario : colapso dinámico / GRW / Penrose, colapso de la conciencia : las teorías del colapso dinámico presentan un nuevo conjunto explícito de leyes dinámicas relacionadas con la masa o la gravitación que patear cuando el aparato de medición está involucrado. Estos están estructurados para que seleccionen la base correcta para resolver el problema base y causen un colapso dentro de esa base para resolver el problema de colapso. GRW dice que esto sucede con mayor probabilidad a medida que aumenta la masa del sistema, Penrose cuando se forma un gravitón y el colapso de la conciencia dice que es en las mentes conscientes donde ocurre la magia.
Entonces, dado todo eso, ¿qué espacio hay para otros enfoques?
Ciertamente es posible llegar a enfoques claramente diferentes que se ajusten a estos encabezados, y existen innumerables variaciones sobre los que ya he mencionado. Estoy seguro de que hay mucho más por venir.
Pero el marco básico: morder la bala, negar la premisa o revisar la evolución unitaria parece ser una categorización mutuamente excluyente y colectivamente exhaustiva de respuestas a los problemas de medición. No puedo ver ningún espacio lógico para un enfoque completamente nuevo. ¡Si encuentras uno, por favor dejame saber!
