Supongamos que 2 electrones están en un estado de enredo cuántico, ¿qué pasará con uno de los electrones si se usa el otro (por ejemplo, en una reacción química)?

De acuerdo, creo que hay algunos malentendidos aquí sobre lo que realmente significa enredar. Creo que la mejor manera de responder a esta pregunta es simplemente explicarlo correctamente.

El entrelazamiento solo se refiere a mediciones correlacionadas en mecánica cuántica. Para entenderlo correctamente, tomemos primero un ejemplo clásico: Andrew y Bec (Alice y Bob están ocupados en otros experimentos de pensamiento) tienen un par de zapatos. Hay un zapato derecho y uno izquierdo. Le dan los zapatos a Charlie, quien coloca cada zapato en su propia caja idéntica y mezcla las cajas para que Andrew y Bec no tengan idea de qué zapato está en cada caja, y le da una caja a cada uno de los dos. Andrew y Bec luego vuelan a lados opuestos del mundo: Andrew vuela al estado estadounidense de Alberta y Bec a las remotas “Tierras australes y antárticas francesas” en el océano Índico (sí, hay un sitio web que le dice el lado opuesto del mundo a cualquier lugar que desee: Túnel al otro lado de la Tierra).

Exactamente a la medianoche (en su zona horaria) Andrew abre su caja. ¡Encuentra que tiene el zapato correcto! Ahora sabe con total certeza qué resultado encontrará Bec cuando abra su caja de zapatos; ya sea un nanosegundo más tarde, un día más tarde, o incluso si ya lo abrió, él sabe que tiene el zapato izquierdo. No hay nada extraño o contraintuitivo en este experimento mental, pero demuestra la posibilidad de que el resultado de una medición esté relacionado de alguna manera con el resultado de otra.

Ahora tomamos el caso cuántico. En la mecánica cuántica hay situaciones en las que Andrew y Bec pueden no tener sistemas tan bien definidos como un zapato en una caja que es definitivamente el zapato derecho o el izquierdo, pero en su lugar pueden tener una superposición de diferentes estados. El ejemplo clásico, que es extraño dado lo abstracta que es una idea de “giro”, es de 2 electrones en una superposición de los estados de giro hacia arriba y hacia abajo. Digamos que Andrew y Bec ahora tienen cada uno de estos electrones en recipientes de electrones sellados idénticos, y que para la conservación del momento angular las dos partículas deben tener el mismo giro. Antes de que cada parte mida el estado de su propio electrón, se dice que cada uno está en una superposición de los dos estados posibles.

Tan pronto como Andrew realiza una medición en su electrón, ya no está en una superposición, definitivamente está arriba o abajo, así que digamos que está a la altura. Ahora sabe que no importa cuándo Bec mida el giro de su partícula, un poco después o incluso en el mismo momento, que ella definitivamente también medirá un estado de giro ascendente. Pero esto significa que su medición no solo ha destruido su superposición, también ha destruido la de ella, ya que no hay ninguna posibilidad de que ella esté a la altura. La diferencia entre el caso clásico es que Andrew parece haberse metido con el electrón de Bec de alguna manera desde el lado opuesto del mundo, y cualquier señal que se propague entre los dos observadores para “colapsar” estos estados debe haberse propagado más rápido que la luz ( de hecho, se ha colocado un límite inferior en esto experimentalmente, aproximadamente 10,000 veces más rápido que la velocidad de la luz).

Esta correlación es exactamente un enredo. Puede parecer que contradice la relatividad especial, pero en el ejemplo anterior, ninguna información puede ir más rápido que la luz: Andrew no tenía control sobre cuál sería el resultado de su medición, y Bec no tenía forma de saber que Andrew ya había hecho una medición. Por lo que ella sabía, tenía una superposición y acababa de obtener uno de los dos posibles resultados. ¡Diablos, cuando Andrew hizo su medición no tenía forma de saber que Bec no había hecho ya la suya!

Entonces, para FINALMENTE responder a su pregunta, los dos electrones simplemente están correlacionados. Si un electrón se comporta de cierta manera, sabes algo sobre lo que está haciendo el otro. No se puede decir exactamente que cambiar un electrón cambia el comportamiento del otro, esa es una forma muy engañosa de decirlo, pero se puede decir algo sobre cómo se relacionan los dos. Esto no solo se aplica al giro, por supuesto, sino a cualquier estado en el que se pueda imaginar que los electrones están en posición, por ejemplo, posición, momento, etc.

Perdón por la longitud (fraseo), pero en aras de la claridad, pensé que era mejor dar un poco de historia, ¡y espero que haya ayudado! 🙂

Hay algunas posibilidades:

a) suponemos que ambos electrones han almacenado la misma información (= todas las propiedades son iguales: giro, pulso, espacio, polarización, …)

b) según el director de Pauli, no pueden tener la misma posición por espacio

c) según las dos propiedades complementarias principales de Heisenberg, por ejemplo, el espacio y el pulso no se pueden medir al mismo tiempo

d) según EPR (Einstein, Podolsky, Rosen) – Argumento en pares enredados en segundo cuant siempre la propiedad complementaria solo se puede medir

d) así que si medimos un electrón, por ejemplo, por su espacio, el electrón enredado muestra el pulso complementario

El hecho decisivo para responder a su pregunta es:

si una reacción química cambia una de estas propiedades cuánticas de un elemento, el otro cambiará a su propiedad complementaria,

si no hay cambio por reacción química, tampoco habrá cambio en el electrón enredado

No mucho. Simplemente adquiriría su giro de acuerdo con el enredo (conservación del momento). Básicamente es lo mismo que si se midiera el otro electrón, ya que medir algo está interactuando con él en algún momento.

Como las reacciones químicas no cambian el giro del electrón, no le pasará nada al otro. Uno girará hacia arriba y el otro hacia abajo.

Es extremadamente difícil retener el enredo después de que se haya producido una reacción. ¡Si fuera fácil, nuestros iphones tendrían computadoras cuánticas en ellos, no computadoras digitales!

Las reacciones químicas son mucho más violentas que las pequeñas danzas delicadas que se requieren en las computadoras cuánticas para preservar el enredo.

Mi $ .02: las dos partículas se desintegrarían inmediatamente.

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