Teniendo en cuenta la relatividad y la mecánica cuántica (onda / probabilidad), ¿sigue siendo válido afirmar que dos cuerpos no pueden ocupar el mismo espacio al mismo tiempo (o que un solo cuerpo no puede estar en dos lugares simultáneamente)?

En el nivel cuántico, estos axiomas ya no son válidos, pero, por supuesto, la explicación es complicada. La mecánica cuántica nos ha obligado a cambiar nuestra forma de pensar sobre la ubicación . Por ejemplo, ya no imaginamos que un electrón tiene una ubicación definida precisa; en cambio, la “ubicación” de un electrón se extiende sobre una región dictada por la probabilidad. Lo mismo es cierto para otras partículas de escala cuántica. Cuando decimos que un electrón puede estar en dos lugares simultáneamente, queremos decir que hay una probabilidad distinta de cero de ubicar un electrón en múltiples ubicaciones, incluso en ubicaciones que el electrón no debería poder alcanzar. Por ejemplo, si un electrón se acerca a una barrera de energía que, de acuerdo con la física clásica, no debería poder cruzar, la ubicación no específica del electrón significa que podría aparecer espontáneamente en el otro lado de la barrera sin cruzarla físicamente. . Este fenómeno se conoce como túnel cuántico.

Además, no hay dos electrones que puedan tener el mismo estado cuántico; pero el estado cuántico solo está ligado a la ubicación física. Como dije, es complicado.

Sin embargo, para cualquier cosa más grande que una partícula subatómica, la ubicación se vuelve mucho más concreta. Cuanto más grande es el objeto, menor es el rango de ubicaciones probables. Para un objeto en la escala humana, la incertidumbre con respecto a la ubicación es prácticamente nula.

Entonces … QM anula ciertas expectativas sobre dónde pueden estar las partículas en el nivel subatómico , pero no permite que los objetos a gran escala violen esos axiomas sagrados.

Es un principio fundamental de la mecánica cuántica que dos partículas del tipo llamado fermiones no pueden ocupar el mismo estado cuántico al mismo tiempo. Como la mayoría de los átomos y todas las partículas que forman los átomos son fermiones, es cierto que dos cuerpos no pueden ocupar el mismo lugar al mismo tiempo.

La única excepción es que puede tomar un gas de uno de los pocos tipos de átomos que no son fermiones, enfriarlo a unas pocas millonésimas de grado por encima del cero absoluto y hacer que formen un condensado de Bose-Einstein , donde todos ocupar la misma ubicación al mismo tiempo. Pero esto no es algo que ocurre fuera de condiciones muy especiales y raras.

En términos de un solo cuerpo que ocupa dos lugares diferentes simultáneamente, esto no es posible. Un objeto muy pequeño como un electrón tiene, en cualquier momento dado, la probabilidad de estar en un rango de diferentes lugares. Pero cada vez que mide su ubicación, siempre la encuentra exactamente en un lugar. Para los objetos por encima de la escala atómica, su incertidumbre de posición siempre es mucho más pequeña que su tamaño, por lo que efectivamente tienen una ubicación definida.

En la mecánica cuántica, siempre que dos funciones de onda que contienen dos electrones (dos cuerpos) por separado sean ortogonales entre sí, podrían compartir el mismo espacio al mismo tiempo (dentro del esquema de espacio / tiempo 4D del GR).

Además, en la mecánica cuántica, si un electrón está en un orbital (o estado) deslocalizado, se puede considerar que existe en diferentes regiones (lugares) del orbital simultáneamente.

More Interesting

Si el universo a escala macroscópica exhibe caos, pero el universo a escala cuántica es lineal, ¿cómo existe exactamente el caos y a qué escala emerge?

Hay un dicho que dice "no puedes estar en dos lugares a la vez". Yo pregunto, '¿por qué no?' ¿Puedes demostrar matemáticamente que nosotros, o un objeto arbitrario, no podemos estar en dos lugares al mismo tiempo?

Si el enredo cuántico es verdadero, ¿no sería más rápido que la luz y, por lo tanto, violaría la teoría de Einstein?

¿Existen fenómenos físicos, como el colapso de la función de onda o los agujeros negros, que destruyen irrevocablemente la información sobre sus estados anteriores?

¿Cuál es la diferencia entre el aspecto de la mecánica clásica y cuántica de las energías rotacional, traslacional y vibracional?

¿Son todas las moléculas del mismo tipo idénticas en el mismo sentido que todos los electrones son idénticos?

¿Cuáles son las fronteras de investigación de vanguardia en la tecnología de dispositivos GaN? ¿Cuáles son las tendencias recientes, los desafíos, el alcance, etc.?

¿Medir la trayectoria de un fotón desde un par enredado hace que el otro fotón pierda su patrón de interferencia?

¿Existe alguna violación del principio de incertidumbre de Heisenberg, obviamente para objetos microscópicos?

¿La conservación de la información se aplica en agujeros negros y agujeros de gusano?

Cómo calcular el momento de inercia de CO en el modelo de rotor rígido cuando se le dan múltiples frecuencias

¿De dónde viene la definición mecánica cuántica de la invariancia de calibre y cómo se relaciona con la noción clásica de la electrodinámica?

¿Por qué Schrodinger no figura entre los grandes?

¿Qué papel juega la aleatoriedad en la física cuántica?

¿Qué son los vectores ket?