¿Cómo es que todos los electrones pueden ser conscientes simultáneamente de los niveles de energía de todos los demás electrones en el universo?

No, eso no era lo que quería decir . Se encontró con muchos problemas después de decir eso en ‘BBC: Starry night’, un coloquio en la Royal Society de Londres. Hubo un grave error en su argumento cuando dijo que el principio de exclusión de Pauli prohíbe que los electrones estén en el mismo nivel de energía, y así es como todo en el universo está conectado . Es una afirmación completamente incorrecta, la afirmación correcta sería el principio de exclusión de Pauli que prohíbe a los electrones estar en el mismo estado cuántico, pero no es así como está conectado el universo *.
Es bastante comprensible que estuviera tratando de usar las palabras que su audiencia puede entender, pero fue demasiado lejos al decir esto último, “esto hace que todo esté conectado” y obviamente no fue bien recibido por la comunidad de físicos. Esta es una de las respuestas de los Sesenta Símbolos de Nottingham:

Brian también dio una aclaración poco después de esto y dijo que sus palabras fueron mal interpretadas y que no era lo que quería decir.

Entonces, en resumen, no hay localidad en la mecánica cuántica. Pero no se debe al principio de exclusión de Pauli, sino a una estructura matemática interna que surge del producto externo de los espacios de Hilbert del sistema de muchos cuerpos, mejor conocido como Enredo.

* en referencia a la palabra ‘conectado’, lo tomo como una vaga referencia a la no localidad

La forma en que Cox explica las cosas, parece que el principio de exclusión de Pauli y la relatividad especial (en particular, la noción de que la información no puede viajar más rápido que la luz) están en conflicto.

No lo son

Podemos estar seguros porque tenemos un modelo matemático bien definido, la teoría cuántica de campos, que exhibe tanto el principio de exclusión de Pauli como la coherencia con la relatividad especial. Hay que tener cuidado al definir QFT para que estas dos propiedades se mantengan, pero es posible hacerlo.

El concepto esencial de cómo hacer esto no es realmente tan exótico. Se basa en la idea de “interacciones locales”, que básicamente significa que las cosas solo interactúan si están cerca. Como ejemplo, considere el principio clásico de que no hay dos bolas de billar que puedan ocupar el mismo lugar al mismo tiempo [1]. ¿Significa esto que si muevo una bola de billar, entonces todas las otras bolas tienen que ajustarse instantáneamente? No. Solo los que están cerca.

Lo mismo es cierto para los electrones. Para aquellos que saben un poco sobre QM, Cox está eligiendo usar una base para sus funciones de onda que hace que la localidad de las interacciones no sea manifiesta. No tengo idea de por qué decidió presentar las cosas de esta manera.

[1] Por supuesto, con suficiente energía podemos romper dos bolas juntas y violar este “principio”. Esto no es cierto para los electrones.


Los electrones no son particularmente “conscientes” de los niveles de energía de todos los demás electrones. Es casi como decir “la arena en una playa es consciente de que alguien la pisa”. Aquí no hay un flujo de información remoto explícito, aunque en este ejemplo el principio de localidad ocupa un lugar bastante destacado (el principio de que las partículas solo pueden interactuar con las partículas en su localidad y no pueden influir en las partículas de forma remota, con la excepción del enredo cuántico). El pie interactúa con las partículas de arena directamente a su lado, que luego interactúan con las partículas a su lado. Del mismo modo, aunque parece que los electrones (debido a la incertidumbre) están violando la localidad y la relatividad especial, ciertamente no lo están.

La confusión surge cuando se consideran los electrones como partículas individuales independientes. A algunos físicos les gusta decir que ‘todos los electrones en el universo son el mismo electrón’, lo que nuevamente es un poco dudoso. Los electrones tienen un campo de electrones en la teoría del campo cuántico o QED, lo que significa que los electrones son simplemente quanta o excitaciones de un campo. Entonces, si imagina que los electrones son manifestaciones de un campo en lugar de partículas individuales, las violaciones percibidas desaparecen.

Aquí hay un documento que podría ayudarlo a comprender mejor

http://physics.uark.edu/hobson/p

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