En mecánica cuántica, ¿qué quieres decir con “observación”? Leí que la función de onda colapsa cuando haces una observación.

Antes de saber esto, debes conocer el principio básico de la mecánica cuántica. De acuerdo con este principio, por cada cantidad observable podemos aplicar un operador hermitiano al estado. Esta afirmación tiene una importancia inmensa en la mecánica cuántica, ya que sin ella, ninguno de los resultados es cierto.

Ok, entonces tomemos un observable, digamos posición. Tiene un operador de posición [math] \ hat {x} [/ math] que, cuando se aplica a un estado, dice [math] | x> [/ math] da [math] x | x> [/ math]. Por lo tanto, puede asociar todos y cada uno de los estados de posición [matemática] | x> [/ matemática] con el operador [matemática] \ hat {x} [/ matemática] que actúa sobre [matemática] | x> [/ matemática]

Ahora, volviendo a su pregunta, el párrafo anterior contenía un ejemplo simple. Ahora suponga que necesita medir una cantidad y no puede saber con certeza cuál será ese valor antes de la medición (recuerde el principio de incertidumbre: no se puede determinar la posición y el momento con exactitud exacta y / o precisión simultáneamente ) Luego, antes de ser observado, el sistema contenía las contribuciones de todos los estados posibles. En otras palabras, todos los estados eran probables, aunque no por igual. Tras la medición, solo se obtendrá 1 estado, que será el estado observado. Por lo tanto, la función de onda que contenía contribuciones de todos los estados ahora colapsa a una sola función de estado (aunque no una sola posición).

Si se siente interesado, busque la superposición y observables y la teoría del operador

Usar la palabra OBSERVACIÓN nos meterá en muchos problemas, como preguntar

1. ¿Qué es la observación?
2. ¿Quién es el observador?
3. ¿El observador CAUSA el resultado, etc.?
4. ¿Es el estado diferente para diferentes observadores?
5. ¿A qué hora se produce la observación?

En lugar de decir que en la mecánica cuántica, la función de onda se colapsa por observación, es operacional y mejor decir que

Según algunas interpretaciones (p. Ej., Interpretación de Copenhague) de la mecánica cuántica, la función de onda colapsa (la gente preferiría el término reducción en lugar de colapso) al DETECCIÓN.

El término detección debe entenderse operativamente. En cualquier experimento, la detección está más o menos bien definida en el sentido en que se dispara el detector (por lo general, algún sensor recibe una señal eléctrica). P.ej. Uno puede tener un fotodiodo (avalancha) como detector de fotos. Del mismo modo, tenemos otros detectores de partículas (por ejemplo, contador Geiger). Aquí, la detección es un proceso físico en el que la partícula en estudio interactúa con el aparato (detector) para producir un cambio en el estado del detector (por ejemplo, una cámara puede ser un detector de posición transversal en la luz, y al detectar la electricidad potencial en los cambios particulares de píxeles).

Por lo tanto, a todos los efectos prácticos, podemos utilizar el término detección en lugar de observación. Esto evita muchas de las preguntas mencionadas anteriormente.

(Tenga en cuenta que cambiar el término a detección no evita ni resuelve el problema de la medición. Simplemente lo convierte en un proceso físico que puede abordarse científicamente más a fondo sin ocuparse demasiado de la semántica o los aspectos filosóficos de la observación).