¿El hecho de que un marco de referencia tenga una posición y velocidad exactas puede causar una contradicción en la mecánica cuántica?

—- {Respuesta original} —-

La mecánica cuántica a través del principio de incertidumbre dice:

Esto significa que si la precisión con la que podemos determinar la posición es lo más pequeña posible (haciendo que la medición de la posición sea precisa), entonces la precisión con la que determinamos el momento debe aumentar (haciendo que las mediciones del momento sean inexactas) para que la ecuación anterior siga siendo verdadera – de modo que el producto de los dos no sea menos de la mitad de la constante de Plank. Por lo tanto, es posible encontrar la posición de una partícula y, además, el momento de las partículas, pero no se puede saber con precisión a la vez.

—- {Edición / Adición} —-

Piénselo en términos de una generalización filosófica: conozco mi propio estado porque estoy constantemente haciendo mediciones con mi cuerpo (músculos, nervios, sentidos); mi mente le pregunta a mis sentidos todas las preguntas posibles sobre mi estado a la vez e instantáneamente recibe una respuesta. Estamos constantemente midiéndonos y colapsando en un estado. Imagine este ejemplo como “naturaleza” examinando una parte de sí misma, dándose constantemente la verdadera respuesta sobre el estado de esa parte.

Ahora … Piensa en mi amiga Alice, una “observadora”. ¿Qué le diría a alguien sobre mi estado si se le preguntara? Inicialmente no tendría idea, podría haber infinitas posibilidades de en qué estado estoy, pero podría calcular las probabilidades de lo que sería si me conociera lo suficiente. Entonces, para responder a la consulta, ella tomará una medida y me preguntará por comunicación distante. Ella me preguntará si estoy en un estado específico y yo le diré si ese es el estado en el que estoy, porque me gusta ser reservado con mis respuestas; apegarme a un simple “Sí” o “No” es algo que disfruto.

Estaría colapsando en esas posiciones como la ve ella (pasando de infinitas posibilidades a una sola posibilidad) cuando recibe una confirmación de mí.

Ahora imagínese si a Alice se le preguntara en qué estado estaban Bob (mi clon, que también comparte la misma reserva receptiva que yo). Aquí está el problema: Bob y yo nunca estamos en el mismo lugar al mismo tiempo (somos independientes el uno del otro) ), por lo que Alice tendrá que preguntarnos por separado y en diferentes momentos.

Si no se dijo claramente, Alice representa a cualquiera que no sea la “conciencia universal que todo lo sabe” ni la partícula en cuestión, mientras que Bob y yo somos los diferentes observables de la partícula que se estudia y colectivamente la partícula misma. El marco de referencia que obedece al principio de incertidumbre, donde solo se puede conocer un estado a la vez, es el de Alice. El marco de referencia en el que todos los observables se conocen con precisión simultáneamente es el marco de referencia que describe a Bob y a mí colectivamente. Personalmente considero que es un marco de referencia de alguna “conciencia universal”.

Entonces, a partir del marco de referencia de Alice, uno nunca puede conocer el estado de Bob al mismo tiempo que el mío. La única forma de conocer nuestros estados simultáneamente es estar en cada uno de nuestros marcos de referencia colectivamente. Lo que en realidad es imposible para cualquier individuo.

La definición central de la física cuántica, dada a mí en mis clases de física cuántica, era:

“Una colección de postulados basada en una gran cantidad de observaciones experimentales y las herramientas derivadas de esas observaciones”

El postulado se define como:

“Sugerir o asumir la existencia, hecho o verdad de (algo) como base para razonamiento, discusión o creencia”

Por lo tanto, para responder a su pregunta:

La Física Cuántica, y las herramientas dentro del campo, se basan en suposiciones y creencias que no han sido completamente probadas y que probablemente serán indefinidamente imposibles de probar. Parece contradictorio. Parece ilógico. La ciencia es un sistema de creencias que usa el razonamiento. Es una religión de la mente. Si no le gusta el hecho de que a veces parece flotar sobre bases no probadas, entonces tiene tres opciones como científico: demostrarlo, refutarlo o simplemente aceptarlo. Elige uno.

Realmente no hay contradicción en absoluto. El marco de referencia no es un objeto de mecánica cuántica y, por lo tanto, no tiene que obedecer a la mecánica cuántica. Si de alguna manera adjuntaste el marco de referencia a una partícula cuántica, debes tener en cuenta la desigualdad de Heissenbergs, pero no sé si eso sería útil. Lo que realmente dice el principio de incertidumbre, es solo una manifestación de la no comunidad de los operadores de momento y posición, que viene con la mecánica cuántica, es decir, el orden en el que se miden las dos cantidades. Su marco de referencia es solo algo que usted define (puede considerarlo como una base para su espacio vectorial si eso lo ayuda) para que pueda cuantificar sus mediciones. Siéntase libre de comentar si necesita alguna aclaración.

Primero hagamos la pregunta: “¿Cómo se determina la posición de una partícula?” Encontramos que está determinado por el centro de masa de un cuerpo porque el cuerpo tiene sus propias dimensiones, mientras que la posición se aproxima por un punto adimensional.

A medida que la masa aumenta, el centro de masa se vuelve más “centrado” porque el cuerpo es más difícil de mover. Sobre la misma base, a medida que la masa disminuye, el centro de masa se vuelve menos “centrado”.

La ubicación física de un cuerpo está determinada por la “centralidad” de la COM.

Cuando se trata de un fotón, no hay masa ni “centrado” de COM y, por lo tanto, no hay una ubicación física que pueda ser aproximada por un punto.

La inercia pasa de masa a frecuencia del fotón. Si hay un “centro de frecuencia” (COF) se extiende como un paquete de ondas.

Por lo tanto, la ubicación física de un fotón se extiende y no se puede aproximar como un punto matemático. El punto es un elemento de la geometría euclidiana que no puede describir la posición de un fotón. Se necesita una nueva geometría.

La posición no puede considerarse como un punto cuando se trata de fotones.

Si midiera sus propios átomos, tendrían incertidumbre en la posición y el momento.

El problema surge porque el impulso y la posición no son conmutables observables. Cada uno proviene de diferentes representaciones de la realidad y necesitas una transformación para cambiar entre los dos.

Sin embargo, QM emerge de un universo donde el espacio es una capa elástica 4D y las partículas son soluciones en forma de onda para un conjunto de ecuaciones diferenciales hiperbólicas de segundo orden. Los bosones de calibre, como los fotones y los gluones, son ondas viajeras y objetos masivos, como electrones y quarks, son soluciones de ondas estacionarias, donde una onda estacionaria se compone de dos ondas viajeras.

En este modelo, puede ver que los fotones y electrones son objetos distribuidos y que su posición y velocidad están determinadas por las características de la onda estacionaria medida por otra onda estacionaria en función de la absorción y emisión de fotones (ondas viajeras) por cada onda estacionaria o por un detector (onda estacionaria) en el mismo lugar que el observador. Sin embargo, el paquete de onda de una partícula tiene un radio de su paquete de onda primario y la partícula se puede detectar en ubicaciones a lo largo de su paquete de onda, pero no podemos saber en qué parte del paquete de onda ocurrió la interacción, por lo que no podemos diga si el objeto se mueve lentamente o está parado.

Un marco de referencia es un etiquetado de todos los puntos en el espacio. No dice nada sobre ninguna medida. Simplemente lo usamos como un sistema para realizar un seguimiento de los puntos. También podemos hacerlo sin el uso del sistema de números reales, pero debido a las deficiencias del lenguaje, no podemos hacer que nuestras declaraciones sean precisas. Entonces recurrimos al sistema de números reales en lugar de decir “este punto” y “ese punto allá” o incluso “Punto A” y “Punto B”. Esto no dice nada sobre nuestro conocimiento de la ubicación de los objetos reales.

El principio de incertidumbre, por otro lado, tiene que ver con nuestro conocimiento de las ubicaciones y velocidades de los objetos reales.

No veo esto como una contradicción. El marco de referencia es una hoja de papel cuadriculado que tiene coordenadas exactas. Las partículas en QM no tienen valores exactos para esas coordenadas.

No veo el problema.

Debo ampliar esto porque siento que algunas personas no están entendiendo el punto. QM se basa en el supuesto de que tiene una regla perfecta y un reloj perfecto, y puede medir la posición exacta de un punto en el espacio y el momento exacto de un evento.

El principio de incertidumbre no dice que nuestros gobernantes son malos, dice que una partícula tiene una distribución de diferentes posiciones o momentos. Intentar medir la posición o el momento de partículas preparadas idénticamente producirá diferentes valores de posición o momento cada vez que medimos. Si luego graficamos los diferentes valores de x y p que medimos y calculamos las varianzas de las muestras, entonces el principio de incertidumbre pondrá un límite a las varianzas de las mediciones.

Un marco de referencia es solo una herramienta. No afecta el principio de incertidumbre más de lo que un calendario afecta el clima.