¿Hemos estado interpretando mal la mecánica cuántica todo este tiempo?

El artículo vinculado en los detalles de la pregunta trata sobre la teoría de la onda piloto, también llamada “interpretación de de Broglie-Bohm” o “mecánica de Bohmian”. Esto ha sido por mucho tiempo:

  • Louis de Broglie lo presentó por primera vez en la conferencia de Solvay de 1927 (cuando fue golpeado por la interpretación de Copenhague)
  • David Bohm redescubrió básicamente la misma idea en 1952 (tras lo cual Einstein notó la similitud con el trabajo inicial de De Broglie, y descartó ambos como “un truco barato”)
  • Fue rescatado de la oscuridad en las décadas de 1960 y 1970 por los escritos de John Bell al respecto, y desde entonces ha disfrutado de un estatus como una de las “cinco grandes” interpretaciones de QM (Copenhagen, Many Worlds, de Broglie-Bohm, Dynamical Collapse, Modal )

Las ventajas y desventajas de De Broglie-Bohm son bien conocidas y no han cambiado mucho con el tiempo.

Ventajas:

  • Tiene una ontología clara y resuelve el problema de medición claramente (hay ondas y partículas separadas)
  • Es realista y determinista (la única probabilidad es epistémica: conocimiento de dónde se encuentra la partícula en la onda)
  • Es la forma más directa de “aspecto clásico” de dar sentido al simple formalismo de QM.

Desventajas

  • Es explícitamente no local (lo único que detiene la señalización superluminal es la distribución de la posición inicial de la partícula)
  • La ola actúa sobre la partícula, pero la partícula no actúa sobre la ola: una violación del criterio del Dr. Johnson. *
  • Sus trayectorias sugeridas pueden configurarse para parecer bastante extrañas (por ejemplo, las llamadas trayectorias surrealistas)
  • Spin necesita una “solución” bastante torpe para funcionar: la historia requiere un análisis detallado de la configuración experimental particular utilizada.
  • Las versiones relativistas son en gran medida un trabajo en progreso
  • Las versiones de Field Theoretic son en gran medida un trabajo en las primeras etapas absolutas de progreso

También hay varias discrepancias en las diferentes versiones de la teoría (la relación del espacio de configuración con el espacio físico, y si la teoría reclama una base privilegiada para la posición), pero las omitiremos caritativamente sobre la base de que casi con seguridad se pueden resolver. es solo que no todos están de acuerdo con la solución.


Entonces, no hay nada nuevo o sorprendente en esta interpretación. El enfoque ha sido estudiado durante casi un siglo. Lo único que es nuevo es que las personas han estado estudiando analogías de mesa de gotas que rebotan en la última década, y esto ha puesto modelos visibles de la teoría en las manos de las personas (o, más a menudo, en los canales de YouTube de las personas).

Sin embargo, estos modelos de mesa no cambian la razón fundamental por la que a los físicos no les gusta: la mayoría lo rechaza inmediatamente debido a su no localidad explícita. Esto puede parecer sorprendente para algunos, pero las simetrías de Lorentz están tan arraigadas en la base de todas las áreas de la física que agregar un marco de descanso explícito y privilegiado es casi inconcebible. Y sin embargo, hace esto, a la intemperie. **

Por el momento, la interpretación de De Broglie-Bohm disfruta de un pequeño seguimiento, un poco culto. Sugeriría que sus seguidores no ayudan a esta impresión, quienes tienden a ser algo intensos en sus presentaciones y al expresar su desaprobación de cualquiera que falle aprecia su brillantez.

Creo que la teoría seguirá siendo así, a menos que algunas cosas cambien. Primero, necesita trabajar versiones relativistas y teóricas de campo. En segundo lugar, y, más fundamentalmente, necesita una historia clara de cómo su naturaleza no local afecta o no al resto de la física. Y tercero, necesita alguna razón práctica para su existencia: necesita hacer cálculos más fáciles, o agregar una idea de los problemas actuales de alguna manera.

Si la interpretación realmente se aferra a algo en el mundo físico, uno podría esperar que pudiera hacerlo. Pero no hará esto cuando la teoría esté estancada en el contexto de la física no relativista de la primera mitad del siglo XX y no haya podido mantenerse al día con los avances de la segunda mitad, y mucho menos ayudarnos a atacar la física del 21


[*] Una lengua en la moneda de la mejilla. El criterio del Dr. Johnson es que cuando se actúa sobre algo físico, “reaccionará”. Viene de la historia de que cuando el Dr. Johnson (del diccionario) escuchó sobre la teoría del obispo Berkeley de que todo el mundo físico estaba compuesto solo de ideas mentales, gritó “¡Lo refuto así!” Y pateó una roca cercana tan fuerte como pudo . La tercera ley de Newton es el epítome del criterio del Dr. Johnson.

[**] Y el teorema de Bell muestra que esto no es reparable por alguna pequeña variación de la teoría. Cualquier teoría con las ventajas de de Broglie-Bohm (realismo) también debe ser no local.

Buen artículo, gracias por compartirlo.

Creo que hemos estado interpretando cuánticamente incorrectamente todo este tiempo. Más específicamente, la interpretación de Copenhague, que se enseña y comprende más ampliamente a nivel de pregrado, no es útil, y la mayoría de los físicos profesionales están satisfechos con la imagen más rica y matizada que han reunido del comportamiento cuántico, y desafortunadamente no son muy útiles. Interesado en la interpretación.

Si le preguntas a un físico, lo más probable es que te detengas con “el modelo estándar funciona” y “las partículas no son partículas, ya que puedes estar pensando en ellas” y “la interpretación no importa” esencialmente “simplemente no lo haces” No entiendo y no quiero hablar de eso “. Esa es mi experiencia de todos modos. Los más conocedores están más interesados ​​en problemas más elevados.

Es cierto que la interpretación no es importante para poder caracterizar y hacer predicciones. Pero es esencial para entender. ¿No es importante saber que la tierra orbita alrededor del sol en lugar de al revés, o que el ADN está dispuesto en una hélice, siempre que podamos calcular con precisión? Si estamos interesados ​​en comprender y comprender, entonces la interpretación es importante.

No soy muy aficionado a la teoría piloto, pero el hecho de que este experimento muestre la plausibilidad de una explicación directa es una gran contribución.

Mi interpretación es más simple y creo que es mucho más natural: la acción se cuantifica y, por lo tanto, las funciones de onda deben interactuar de manera discreta. Estas interacciones discretas se han llamado engañosamente ‘partículas’, pero en realidad no son objetos tangibles con propiedades, son la transacción.

Esta interpretación explica naturalmente el experimento de doble rendija del joven. La interacción entre el campo y el detector es discreta, la energía en el campo se transfiere al detector en una ubicación y tiempo. Y sí, esta interacción es probabilística e incierta en tiempo y posición. Dado que el “material” son las olas y no la transacción, no deberíamos preocuparnos demasiado por esta incertidumbre.

No hay paradoja, no hay dualidad, el patrón en el detector cuando se integra con el tiempo es solo la amplitud del campo frente al detector. Este es un patrón de interferencia permanente con dos rendijas abiertas, y con 1 no lo es (bueno, es un patrón de difracción de rendija única). Desde esta perspectiva, preguntar por qué hendidura atravesó el electrón no tiene sentido, no hay ‘electrón’ hasta que haya un detector con el que interactuar.

Una interpretación tan simple no podría pasarse por alto. Tiene problemas serios o simplemente no sé dónde se ha utilizado. Si es una explicación justa, entonces estamos enseñando mal la introducción cuántica.

Como otros han dicho, la teoría de la onda piloto, principalmente su concepción moderna conocida como mecánica de Bohmian, ha existido durante un buen tiempo y no ha conquistado mucho apoyo, aunque todavía se considera como uno de los contendientes.

El hecho de que los sistemas macroscópicos (diminutos sí, pero aún macroscópicos en términos cuánticos) como las gotitas en el fluido parecen replicar algunas propiedades cuánticas es seguramente muy interesante, el trabajo fue bien recibido y respetado en la comunidad científica. El problema era que no prueba nada, no hace ninguna predicción nueva, no cambia nada sobre la ciencia fundamental.

La teoría ya se conocía y se basaba en los mismos conceptos que aquí se ven macroscópicamente, una onda puede guiar a una partícula “sobre ella”. Esto no es una novedad, fue precisamente el concepto del que se basó De Broglie-Bohmian Mechanics. Lo mismo podría probarse en principio con pequeños puntos flotantes en una corriente de agua ondulante en la que colocamos dos rendijas a través de las cuales pueden pasar los puntos, la teoría sería y predeciría lo mismo, que los puntos cabalgarían sobre las olas en posiciones determinadas por En las formas de ondas e interferencias, el problema es que con un sistema tan grande sería imposible obtener sistemas lo suficientemente precisos para deducir las declaraciones científicas. Lo que han hecho estos científicos es reducir la escala a un nivel en el que puedan sacar conclusiones científicas con suficiente precisión y sin influencias no deseadas.

Algunos pueden pensar que la ontología de la teoría de la onda piloto es más simple, otros pueden no pensarlo. Al igual que con cualquier otra interpretación, la teoría de la onda piloto sufre los mismos problemas, no proporciona predicciones diferentes a ninguna escala. Predice exactamente lo mismo que las otras interpretaciones, por lo que objetivamente no es mejor que las otras. Los experimentos macroscópicos con las gotas no le agregan nada. Por lo tanto, sigue siendo una cuestión de preferencias filosóficas y ontológicas.

Este artículo está muy desactualizado.

“Esta idea de que la naturaleza es inherentemente probabilística (que las partículas no tienen propiedades duras, solo probabilidades, hasta que se observen) está directamente implicada por las ecuaciones estándar de la mecánica cuántica”.

Está completamente equivocado y es falso. La interpretación de Copenhague ciertamente no es “ortodoxa”. Tal vez fue en la parte del siglo 20, pero ya no. El problema al intentar interpretar QM es que sus ecuaciones no implican nada sobre lo que significan . “La” interpretación de QM no puede considerarse correcta o incorrecta porque no hay una interpretación única, hay muchas. Y ninguno de ellos tiene un consenso de entusiasmo en la comunidad.

Las teorías de la onda piloto han existido durante mucho tiempo. Son atractivos, ya que proporcionan una justificación física, si no observable, de lo que de otro modo es inexplicable en términos convencionales. Pero requiere mucha creencia en nuevas cantidades místicas, la onda piloto, y para muchas personas eso es más tonto que los pasos definitivos de la QM convencional. También falla la prueba de afeitar de Occam. También puede ser inútil si no tiene predicciones comprobables que QM tampoco hace.

Una forma diferente de ver la mecánica cuántica es a través de los mercados. Tomemos por ejemplo una acción en un mercado de valores. Suponga que el stock reside a un precio constante. El precio se mantiene allí porque el impulso de compradores y vendedores es equilibrado.

Luego permita que haya más compras que vendedores. Y pregunte a dónde se fue este impulso extra. Debe haber un vendedor para cada comprador. Su respuesta inicial es que el precio subió, por lo que aparecieron más compradores. Eso puede ser cierto después de un tiempo, pero no inicialmente. ¿Quién o qué suministró la venta equilibrada?

La respuesta es un creador de mercado de algún tipo. Pero este creador de mercado se encuentra en una situación extraña. El precio está aumentando debido al exceso de demanda, pero la orden de venta que emitió para equilibrar los flujos lo ha colocado en una posición de pérdida de dinero.

Pregunte ahora, ¿dónde está la física es la analogía del creador de mercado?

En la situación anterior, el impulso siempre se tiene en cuenta y se equilibra a cero.

Compare esta situación, con golpear un Qball. ¿A dónde va el impulso extra? Decimos que está en la velocidad y, por lo tanto, en el impulso. ¿Dónde está el creador de mercado? Cuando puedas responder eso, tendrás una forma diferente de ver la mecánica cuántica