¿Por qué no se suscriben más físicos a la teoría de la onda piloto?

Los físicos de hoy en día desconocen en gran medida el hecho de que la mecánica cuántica está perfectamente coreografiada por las matemáticas de la teoría de Broglie-Bohm, también conocida como mecánica bohmiana. A pesar de que el formalismo de Bohm es completamente determinista y menos vago que la interpretación estándar de la mecánica cuántica, hasta ahora solo ha sido ampliamente reconocido y aceptado entre los filósofos de la física.

Hay varios eventos históricos, o “accidentes desafortunados”, que han llevado a la ignorancia actual de la claridad matemática superior que ofrece el formalismo de Bohm. Comprender esta postura histórica explica en gran medida por qué la interpretación ortodoxa o “estándar” de la mecánica cuántica todavía es mantenida por la mayoría de los físicos hoy en día, algo que diría que es una de las mayores tragedias intelectuales de nuestro tiempo.

Para sumergirnos, observemos que además de la ecuación de Schrödinger, que se comparte entre todas las interpretaciones de la mecánica cuántica, la mecánica de Bohmian [1] se completa con la especificación de las posiciones reales de las partículas, que evolucionan (en el espacio de configuración) de acuerdo con la ecuación guía Esta combinación restaura elegantemente el determinismo en la dinámica de la realidad física; explicando todos los fenómenos gobernados por la mecánica cuántica no relativista, desde las líneas espectrales y la teoría de dispersión hasta la superconductividad, el efecto hall cuántico, el túnel cuántico, la no localidad y la computación cuántica.

Además de esto, la teoría de Bohm aclara magníficamente la evolución del estado sin elevar el papel del observador a algo místico. [2] Esto revela que la propiedad estocástica del enfoque ortodoxo de la mecánica cuántica, que se manifiesta en la reducción del vector de estado, es simplemente un reflejo de lo incompleto de ese enfoque. [3]

Por lo tanto, al declarar que la función de onda de una partícula interactúa con la partícula y guía o empuja a la partícula de una manera que determina su movimiento posterior, este enfoque captura explícitamente la no localidad de una manera que introduce un nuevo nivel de claridad. Por ejemplo, en el experimento de doble rendija, el enfoque de Bohm explica que cada partícula individual atraviesa una rendija u otra, mientras que su función de onda atraviesa ambas y sufre interferencia. Debido a que la función de onda guía el movimiento de la partícula, es probable que la partícula aterrice donde el valor de la función de onda es grande y es poco probable que aterrice donde es pequeña. [4]

La reducción del vector de estado nunca ocurre en este modelo (la función de onda nunca colapsa) porque el vector de estado existe como un elemento separado de la realidad. Las interpretaciones de la mecánica cuántica ortodoxa, que están plagadas de reducción de vectores de estado, describen que un sistema tiene muchos resultados posibles antes de la observación y solo un resultado después de la observación. Esto introduce una asimetría temporal definida. El modelo de Bohm no está plagado de este problema. Representa un único resultado como una posibilidad tanto antes como después de la observación, porque especifica claramente un estado exacto del espacio. Esto restaura la simetría del tiempo y permite una evolución determinista.

El modelo de Bohm ha sido elogiado como una cura para las dificultades conceptuales que han afectado a la mecánica cuántica porque elimina con elegancia gran parte de la subjetividad y la vaguedad que se encuentran en el enfoque estándar. A pesar de esto, los físicos convencionales no han aceptado esta interpretación, ni la han examinado en profundidad. De hecho, la gran mayoría de ellos ni siquiera han oído hablar de eso. Esto es vergonzoso, sorprendente y frustrante. [5] Si la mecánica de Bohmian proporciona una cura para la complacencia filosófica de la mecánica cuántica moderna, entonces ¿por qué ha habido tan pocos para estudiar la riqueza de este elegante formalismo?

James Cushing señala que, el formalismo de Bohm ha sido sistemáticamente ignorado y malentendido por “razones que tienen más que ver con la política, el positivismo y el pensamiento descuidado, que por razones centrales de la física”. formalismo una mirada real. En primer lugar, el modelo sugiere que hay algo llamado espacio de configuración , afirmando variables adicionales y creando un dualismo de alcance casi platónico. [7] Esto cuenta como un “ataque contra” la mecánica bohmiana solo en el sentido de que entra en conflicto con los supuestos que se han vuelto populares entre los físicos. Además de esto, los físicos cuánticos convencionales han estado tratando de mapear la realidad basándose en la suposición de que las funciones de onda colapsan de alguna manera con la medición, al contrario del hecho de que la ecuación de Schrödinger exige que no lo hagan. El modelo de Bohm niega el colapso de la función de onda. Por lo tanto, aunque es simple y de acuerdo con la ecuación de Schrödinger, se ha pasado por alto porque no ha estado de acuerdo con los esfuerzos de la corriente principal popularizada.

“Siempre se sospechan nuevas opiniones, y generalmente se oponen, sin ninguna otra razón, sino porque ya no son comunes”. ~ John Locke

Los físicos también rechazan obligatoriamente la construcción de Bohm porque construye explícitamente la no localidad en su marco, a pesar de que las violaciones de la desigualdad de Bell han demostrado de manera concluyente que la etapa de nuestro universo es no local [8]. Esto es desconcertante. La no localidad es inevitable en cualquier teoría que recupere las predicciones de la teoría cuántica. [9] Por lo tanto, cualquier crítica a una teoría que muestre la característica no local de la naturaleza de una manera obvia es infundada y contraproducente. A pesar de esto, la explicación inherente de Bohm de la no localidad continúa siendo desagradablemente confundida como un ataque contra ella en lugar de por ella.

“Que la onda guía, en el caso general, se propaga no en el espacio tridimensional ordinario sino en un espacio de configuración multidimensional es el origen de la notoria ‘no localidad’ de la mecánica cuántica. Es un mérito de la versión de De Broglie-Bohm presentar esto de manera tan explícita que no se puede ignorar. ”~ John Bell

Finalmente, y más significativamente, la teoría de Bohm ha sido descuidada por físicos que pensaban que las teorías variables adicionales habían resultado imposibles. [10] Los teoremas de imposibilidad , como el producido por John Bell, [11] o el introducido de forma independiente y casi simultánea por Simon Kochen y Ernst Specker, [12] o el teorema original de John von Neumann, [13] fueron ampliamente interpretados para prohibir variables adicionales en mecánica cuántica. Lo que estos teoremas realmente muestran es que la formulación variable adicional de la mecánica cuántica debe ser no local, y que “la teoría cuántica en sí misma es irreductiblemente no local”. [14] Para citar la desigualdad de Bell como algo que prohíbe variables adicionales es mostrar un gran malentendido del teorema . Cuando se trata de descartar teorías variables adicionales, el teorema es vacío e irrelevante.

Como Bell, [15] Bohm, [16] y Mermin [17] han señalado, estas pruebas de imposibilidad son lógicamente insatisfactorias porque imponen arbitrariamente condiciones que son relevantes para la interpretación estándar de la mecánica cuántica, pero no son relevantes para las teorías. pretenden descartar cualquier teoría con variables adicionales. [18] Sin embargo, la comunidad de física tardó mucho tiempo en darse cuenta de que los teoremas de imposibilidad eran irrelevantes. [19]

El propio John Bell, autor original de uno de los teoremas de imposibilidad, reconoció su irrelevancia, pero fue sistemáticamente citado erróneamente, mal entendido o ignorado mientras trataba de llamar la atención. Irónicamente, fue retratado como contra la mecánica bohmiana, a pesar del hecho de que fue su principal defensor durante su vida. [20] Él dijo:

“Pero en 1952 vi lo imposible hecho. Fue en documentos de David Bohm. Bohm mostró explícitamente cómo se podían introducir los parámetros en la mecánica de onda no relativista, con la ayuda de la cual la descripción indeterminista podría transformarse en una determinista. Más importante, en mi opinión, la subjetividad de la versión ortodoxa, la referencia necesaria al ‘observador’, podría eliminarse …

Pero, ¿por qué Bohm no me había contado sobre esta ‘ola piloto’? … ¿Por qué von Neumann no la consideró? Más extraordinariamente, ¿por qué la gente siguió produciendo pruebas de “imposibilidad”, después de 1952 y tan recientemente como 1978? … ¿Por qué se ignora la imagen de la onda piloto en los libros de texto? ¿No debería enseñarse, no como la única forma, sino como un antídoto contra la complacencia prevaleciente? ¿Para mostrarnos que la vaguedad, la subjetividad y el indeterminismo no nos son forzados por hechos experimentales, sino por una elección teórica deliberada? ”[21]

El resto de la historia sobre por qué la mecánica de Bohmian no es favorecida actualmente, ya que la interpretación general de la mecánica cuántica se remonta a la intransigencia filosófica ortodoxa. Aquellos que no comprenden o no tienen en cuenta las ventajas ontológicas que provienen del determinismo y la claridad matemática de la mecánica bohmiana a menudo intentan minimizar el formalismo al señalar que “no hace predicciones que difieran de las de la mecánica cuántica ordinaria “Técnicamente, eso no es una gran objeción porque podríamos argumentar igualmente que empíricamente” la teoría estándar no va más allá de la teoría de Bohm “. [22]

A la luz de esta equivalencia empírica, el físico Hrvoje Nikolic, del Instituto Rudjer Boskovic en Zagreb, Croacia, ha dicho: “Si algunas circunstancias históricas hubieran sido ligeramente diferentes, habría sido muy probable que la interpretación determinista de Bohm hubiera sido propuesta y aceptada primero , y estaría dominando hoy. ”[23] La interpretación estándar simplemente se ha convertido en el estándar como una casualidad de la historia. La tragedia es que, debido al impulso político abrumador de la interpretación estándar, las interpretaciones alternativas válidas (de las cuales hay muchas) han sido ignoradas en gran medida.

El hecho es que la mecánica de Bohmian explica completamente la dinámica no relativista. Coreografía cada baile en el ámbito de la mecánica cuántica, y lo hace de manera determinista. Solo por estas razones, merece nuestra atención. Pero también podríamos levantar una ceja en respuesta a la forma en que nos libera de la afirmación limitante de la interpretación ortodoxa.

El aspecto más controvertido de la mecánica cuántica ortodoxa no es el formalismo en sí mismo, sino más bien “una afirmación adicional en el sentido de que no podemos llegar por debajo de este formalismo, para explicarlo en términos microscópicos”. [24] El formalismo cuántico se promociona como un Formalismo de “medida”. “Por lo tanto, es un formalismo fenomenológico que describe ciertas regularidades macroscópicas”. [25] En esto, y en muchas otras formas, es análogo a la termodinámica.

El formalismo termodinámico detalla la dinámica y las propiedades interrelacionadas del sistema macroscópico más grande basado en suposiciones sobre el comportamiento subyacente de una gran cantidad de componentes microscópicos que se necesita para estar en equilibrio. Por ejemplo, la ley del gas ideal relaciona las propiedades macroscópicas de un gas ideal (presión, volumen y temperatura) y, en última instancia, explica esa relación basada en un supuesto subyacente de que el sistema (el gas ideal) está formado por componentes microscópicos (moléculas ) que interactúan elásticamente y se encuentran en un estado de equilibrio. [26]

Varias relaciones matemáticas macroscópicas promediadas se deducen automáticamente de tales supuestos. Debido a que estas relaciones matemáticas se han mantenido de manera confiable en nuestros experimentos de laboratorio, se fortalece nuestra confianza en el sustrato de los constituyentes (moléculas) elásticamente interactivos. Ahora creemos que podemos acceder intuitivamente a lo que se encuentra debajo del formalismo termodinámico teniendo en cuenta su sustrato microscópico. Ya sea que alguien vea o no directamente una molécula o un átomo, tener una imagen de la dinámica microscópica subyacente mejora en gran medida el acceso intuitivo que tenemos de la realidad física.

Claramente, a medida que derivamos un formalismo cuántico, nos interesa retener la capacidad de “quedar por debajo de él” y explicarlo en términos microscópicos. Una forma de hacer esto es comenzar asumiendo que el sistema (el vacío en este caso) está compuesto por una gran cantidad de componentes microscópicos que (al menos hasta la primera aproximación) interactúan elásticamente. Curiosamente, cuando suponemos que el vacío puede representarse de esta manera, como un campo cuántico o una colección infinita de osciladores armónicos acoplados, un formalismo cuántico similar a la mecánica de Bohmian “emerge de una manera tan inevitable que casi nos vemos obligados a concluir que el prejuicio filosófico debe haber jugado un papel crucial en su no descubrimiento “. [27]

Los físicos de hoy han sido criados bajo las sombras ortodoxas de personajes como Niels Bohr, Werner Heisenberg y John von Neumann. [28] Estos mascarones declararon en voz alta que un formalismo determinista de la mecánica cuántica es física, filosófica, matemática y lógicamente imposible. [29] Pusieron en marcha los supuestos que los físicos llevarían durante décadas después de ellos. Por alguna razón, se aferraron tan intransigentemente a la idea de que la teoría cuántica exige innovaciones epistemológicas y metafísicas radicales que parece que nunca han considerado realmente ponerse por debajo del formalismo cuántico y explicarlo en términos microscópicos. [30] Estos hombres poseían intelectos extraordinarios y contribuyeron poderosamente al desarrollo de la mecánica cuántica, pero se perdieron el formalismo evidente, elegante y francamente trivial de Bohm.

En mi opinión, esa terquedad es la razón principal por la cual la interpretación de Bohm de la mecánica cuántica no es la interpretación formal que se enseña hoy. Esta intransigencia ha sido bastante desigual. Craig Callender señala que, “por alguna razón u otra, las personas a menudo se oponen a Bohm por razones que nunca sostendrían contra otras interpretaciones de la mecánica cuántica”. [31] Sospecho que esto tiene algo que ver con el hecho de que, sin un En el mapa de la dinámica molecular subyacente, las personas tienen un tiempo tremendamente difícil para elevar su intuición a un reino dimensional superior donde la no localidad es automática.

La interpretación ortodoxa de la mecánica cuántica maliciosamente corta el alcance de nuestra intuición. Sus presunciones nos inhiben tautológicamente de descubrir lo que realmente está sucediendo al afirmar que la naturaleza no se describe, y no se puede describir, de una manera matemáticamente precisa. Muchos físicos y filósofos han sentido el agudo dolor de este truncamiento. El propio Schrödinger nunca aceptó la validez o la finalización de la función de onda en función del daño intuitivo que parecía hacer. En referencia a la función de onda, dijo: “Que es una construcción matemática abstracta e intuitiva es un escrúpulo que casi siempre aparece en contra de nuevas ayudas al pensamiento y que no lleva un gran mensaje”. [32]

El valor de un modelo debe medirse por su capacidad para proporcionarnos una claridad ontológica y matemática destacada del dominio que representa. A diferencia de la interpretación ortodoxa de la mecánica cuántica, que restringe nuestro alcance intuitivo mediante la importación de variables vagamente definidas (variables adicionales llamadas términos clásicos), las coreografías de formalismo de Bohm mecanizan la mecánica cuántica de una manera clara y matemáticamente precisa. En resumen, en lugar de relegar los términos clásicos de Bohr (las variables adicionales de la interpretación de Copenhague) a la charla circundante, [33] Bohm los hace matemáticamente precisos.

Esto lleva a un contraste interesante. Por ejemplo, a pesar de la equivalencia empírica entre la mecánica bohmiana y la teoría cuántica ortodoxa, “hay una variedad de experimentos y problemas experimentales que no se ajustan cómodamente al formalismo cuántico estándar, pero que son manejados fácilmente por la mecánica bohmiana”. Entre estos se encuentran los tiempos de oleaje y de túnel, los tiempos de escape y las posiciones de escape, la teoría de la dispersión y el caos cuántico ”[34].

El contraste más llamativo proviene del hecho de que el modelo de Bohm nos ofrece un análogo clásico para entender el reino cuántico, mientras que la interpretación ortodoxa intenta prohibirlo. Exploremos este punto. En la interpretación ortodoxa, se nos pide que creamos que, por ejemplo, los fotones forman un patrón de interferencia en la pared posterior porque mágicamente , de una manera que no podemos comprender, logran atravesar ambas rendijas. Para sistemas con más de dos rendijas, cada fotón logra mágicamente atravesar cada rendija.

Para aceptar esta interpretación, tenemos que hacer más que abandonar nuestra noción de una partícula; tenemos que aceptar que esta magia es realmente solo eso: magia . Tenemos que aceptar que realmente es imposible para nosotros tener acceso intuitivo al proceso que hace que los fotones, electrones, etc., formen patrones de interferencia en el experimento de doble rendija, que nos es imposible comprender, comprender, o saber lo que realmente sucede durante estos experimentos.

La interpretación ortodoxa predominante nos impone esta cosmovisión. Richard Feynman explica esto diciendo que el patrón de interferencia realizado durante el experimento de doble rendija es “un fenómeno que es imposible, absolutamente imposible de explicar de cualquier manera clásica, y que tiene en sí el corazón de la mecánica cuántica. En realidad contiene el único misterio “. [35] Feynman dijo más tarde:” Nadie puede darle una explicación más profunda de este fenómeno que la que he dado; es decir, una descripción de ello “. [36]

Si esto fuera cierto, sería una píldora bastante grande para tragar. Pero no es cierto. La verdad es que Einstein entendió perfectamente la interpretación de Copenhague de la mecánica cuántica, simplemente no estaba contento con su vaguedad. [37] Su intuición, de que es posible una explicación más profunda y precisa, ha sido plenamente justificada. Como hemos visto, “la mecánica bohmiana es una explicación tan profunda”. [38]

De este precipicio existe un aparente paralelismo entre los defensores de la interpretación ortodoxa de la mecánica cuántica y los maestros títeres con túnicas de las religiones ortodoxas. Ambos predican que somos incapaces de conocer o descubrir la verdad por nosotros mismos, que simplemente debemos renunciar y abrazar la fe incuestionable, o en este caso, la vaguedad.

Esa actitud es perjudicial para nuestros viajes personales y catastrófica para la búsqueda científica general. La interpretación de Bohm nos libera de los pecados de la fe ortodoxa incuestionable. Nos muestra que el camino del fotón en nuestro experimento de doble rendija refleja un patrón de interferencia porque el movimiento de ese fotón se rige por la función de onda. Partes de la función de onda pasan a través de ambas ranuras mientras que la partícula pasa a través de una ranura. Las partes de la función de onda que pasan a través de rendijas separadas interfieren entre sí, desarrollando un perfil de interferencia que guía a la partícula en su camino.

El patrón de interferencia que vemos es, por lo tanto, una consecuencia inevitable de la no localidad, del hecho de que el vacío está cuantizado. No es un efecto mágico e inexplicable. Si las partículas se emiten una por una, entonces este patrón de interferencia aún se acumula con el tiempo, siempre que las trayectorias del conjunto tengan una distribución aleatoria o distribución de equilibrio.

Si cada partícula siguiera trayectorias completamente idénticas, todas terminarían en un punto, creando un solo punto brillante en nuestra placa fotográfica (o en la pared). En la naturaleza, esta no es una posibilidad real para los fotones porque el sustrato del vacío está compuesto de cuantos interactivos. Para que dos partículas sigan trayectorias idénticas, deben existir trayectorias idénticas. No lo hacen porque el vacío no es estático. Los cuantos que componen el vacío se mezclan constantemente en el espacio de configuración. En mecánica cuántica, la mejor información sobre las trayectorias tetradimensionales disponibles está dada por una distribución de equilibrio porque la mecánica cuántica codifica explícitamente un vacío que se encuentra en un estado de equilibrio. La mezcla inherente del vacío explica por qué la información extremadamente precisa sobre una trayectoria en las cuatro dimensiones familiares puede, en el mejor de los casos, describirse de manera estadística o probabilística.

Para que dos fotones sigan caminos idénticos a través del espacio (trayectorias idénticas), las posiciones y velocidades de todos los cuantos de espacio intermitente a lo largo de ese camino (las variables adicionales) tendrían que estar configuradas de manera idéntica. En escalas macroscópicas esto es extremadamente improbable. Entonces, desde la ventaja ontológica de la mecánica bohmiana, el patrón de interferencia que vemos en el experimento de doble rendija es exactamente lo que debemos esperar. Esa es una mejora bastante significativa sobre la afirmación ortodoxa de que deberíamos aceptar el experimento de la doble rendija como algo de lo que nunca tendremos sentido.

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Notas:

[1] La mecánica de Bohmian también se llama la teoría de Broglie-Bohm, el modelo de onda piloto y la interpretación causal de la mecánica cuántica. Louis de Broglie descubrió originalmente este enfoque en 1927 y David Bohm lo redescubrió en 1952.

[2] S. Goldstein. Mecánica de Bohmian. Enciclopedia de la filosofía de Stanford. Para obtener más información sobre el éxito idéntico de la mecánica bohmiana con el formalismo cuántico tradicional, consulte: Detlef Dürr, Sheldon Goldstein y Nino Zanghí. Física cuántica sin filosofía cuántica. Physical Review Letters, vol. 93, p 090402; Ward Struyve y Hans Westman, Actas de la Royal Society A, vol. 463, p. 3115; D. Bohm. (1953) Prueba de que la densidad de probabilidad se aproxima al psi al cuadrado en la interpretación causal de la teoría cuántica. Revisión física 89, 458–466; D. Bohm. (1952) Una interpretación sugerida de la teoría cuántica en términos de variables “ocultas”, Physical Rev. 85, p 166-193; M. Daumer, D. Dürr, S. Goldstein y N. Zanghí. Una encuesta de la mecánica bohmiana, Il Nuovo Cimento.

[3] Gran parte de este capítulo sigue a la publicación de Sheldon Goldstein, Bohmian Mechanics, que se encuentra en la Stanford Encyclopedia Of Philosophy en línea.

[4] Brian Greene, (2004). La tela del cosmos , p. 206

[5] He tenido discusiones esclarecedoras con Sheldon Goldstein y Daniel Victor Tausk sobre este mismo asunto. Ambos han dedicado una energía considerable a corregir este problema histórico. Pero se han topado con mucha resistencia. Me han señalado que muchas personas son demasiado intransigentes para considerar una solución a un problema en el que han estado trabajando durante toda su vida, incluso si se coloca justo en frente de ellos. Después de dedicar una carrera a los problemas de la mecánica cuántica en vano, muchos de ellos preferirían que el problema permanezca sin resolver.

[6] Cushing. (1994)

[7] La ​​cuantización al vacío conduce a un modelo que cabalga entre el naturalismo aristotélico y el idealismo platónico. El naturalismo aristotélico sostiene que la realidad consiste solo en el mundo natural. Es completamente monista y, por lo tanto, niega la existencia de un orden de realidad no material separado. También mantiene firmemente la creencia de que la Naturaleza sigue leyes ordenadas y reconocibles. El idealismo platónico, por otro lado, afirma que existe un segundo reino trascendental no material. Por lo tanto, es dualista. Se cree que este reino no espacio-temporal es accesible para la mente, pero solo para la mente. La cuantificación al vacío une estas dos perspectivas y termina con un monismo jerárquico. Proclama que no hay nada fuera del orden natural; No hay sobrenatural. Lleva el requisito explícito de los reinos no espaciotemporales que son directamente accesibles solo para la mente (a través de la cuantificación del vacío), pero estos reinos todavía son parte del mundo natural: siguen leyes ordenadas y descubribles.

[8] Técnicamente estas violaciones muestran que el vacío no se ajusta al realismo local. Asumir que el realismo está afuera es asumir que todo el esfuerzo científico no tiene conexión con el mundo real (o que no hay un mundo real para empezar). Si no seguimos esa ruta, debemos suponer que el vacío no es local.

[9] Para una presentación del argumento y los resultados experimentales que aseguran este punto, ver: Quantum Non-Locality and Relativity , Second Edition, por Tim Maudlin.

[10] Tim Maudlin. (2002) No localidad cuántica y relatividad , segunda edición, Blackwell Publishing, MA, p.124. Para obtener más información, consulte Joy Christian, Disproof of Bell’s Theorem por Clifford Algebra Valueed Local Variables: http://www.arxiv.org/abs/quawnt-…

[11] JS Bell. (1966) Sobre el problema de las variables ocultas en la mecánica cuántica. Rev. Mod. Phys. 28 , 447–452; reimpreso en Quantum Theory of Measurement , JA Wheeler y WH Zurek editores, Princeton University Press (1983), 396–402; y en el Capítulo 1 de JS Bell, Speakable and Unspeakable in Quantum Mechanics , Cambridge University Press (1987); segunda edición aumentada (2004), que contiene el conjunto completo de artículos de J. Bell sobre mecánica cuántica.

[12] S. Kochen y EP Specker. (1967) El problema de las variables ocultas en la mecánica cuántica. J. Math. Mech 17 , 59-87.

[13] John von Neumann. (1932) Mathematische Grundlagen der Quantenmechanik . Springer, Berlín.

[14] Citado de discusiones personales con Sheldon Goldstein.

[15] JS Bell. (1966) Sobre el problema de las variables ocultas en la mecánica cuántica. Rev. Mod. Phys. 28 , 447–452; reimpreso en Quantum Theory of Measurement , editores de JA Wheeler y WH Zurek, Princeton University Press (1983), 396–402; JS Bell, Speakable and Unspeakable in Quantum Mechanics , Cambridge University Press (1987); segunda edición aumentada (2004), que contiene el conjunto completo de artículos de J. Bell sobre mecánica cuántica.

[16] D. Bohm y J. Bub. (1966) Una solución propuesta del problema de medición en mecánica cuántica mediante una teoría de variables ocultas. Rev. Mod. Phys. 38 , 453–469; D. Bohm y J. Bub. (1966) Una refutación de la prueba de Jauch y Piron de que las variables ocultas pueden excluirse en la mecánica cuántica. Rev. Mod. Phys. 38 , 470-475.

[17] ND Mermin. (1993) Variables ocultas y los dos teoremas de John Bell. Rev. Mod. Phys. 65, 803–815; en particular ver § III.

[18] “[E] l asunción de Kochen y Specker … parece, de hecho, ser bastante razonable. Sin embargo, no lo son. La impresión de que surgen de un error generalizado, un realismo ingenuo sobre los operadores … ”Sheldon Goldstein, Bohmian Mechanics, publicado el 26-10-2001; revisión sustantiva 5-19-2006, Stanford Encyclopedia of Philosophy.

En otras palabras, los partidarios de la interpretación estándar de la mecánica cuántica a menudo no reconocen que las variables clásicas de Bohr son variables adicionales en su teoría. Bohm toma estas variables y las hace matemáticamente precisas. Técnicamente, atacar teorías variables adicionales también ataca el modelo estándar.

[19] Franck Laloë. ¿Entendemos realmente la mecánica cuántica? , pag. 37. Todavía hay miembros en la comunidad de física que se ven retenidos por este malentendido. He interactuado con muchos físicos que están profundamente convencidos de que estos teoremas prohibidos prohíben teorías variables adicionales.

[20] Ver Wigner. (1976)

[21] JS Bell. (1987), pág. 160

[22] Mark Buchanan. (2008, 22 de marzo). No dados. New Scientist , págs. 28–31.

[23] Ibíd.

[24] Detlef Dürr, Sheldon Goldstein y Nino Zanghí. Física cuántica sin filosofía cuántica , p. 4. Las matemáticas a seguir, así como gran parte de la discusión restante, siguen este trabajo.

[25] Ibíd., P. 4)

[26] La ley de Boyle es otro ejemplo de esto. Técnicamente, la presión y la temperatura son propiedades macroscópicas que también se basan en esta suposición subyacente. Estas propiedades resultan del comportamiento grupal de una gran cantidad de moléculas elásticamente interactivas en movimiento.

[27] Detlef Dürr, Sheldon Goldstein y Nino Zanghí. Física cuántica sin filosofía cuántica , p. 4)

[28] J. von Neumann. (1932); RT Beyer. (1955), págs. 324–325; JS Bell. (mil novecientos ochenta y dos). 989–999; JS Bell. (1987), págs. 159-168.

[29] J. von Neumann. (1932); JS Bell. (1982), (1987).

[30] D. Dürr et al., Págs. 4–6.

[31] Craig Callender. (1998) Revisión, Brit. J. Phil. Sci. 49, 332–337.

[32] Schrödinger, E. (1935). 23: 807–812, 923–828, 844–849.

[33] John S. Bell. (1976) La teoría de los bebles locales. Epistemológico Lett. 9, 11-24; Reimpreso en John S. Bell. (2004) Hablable e indescriptible en mecánica cuántica , 2ª ed. Cambridge UP, Cambridge, págs. 52–62.

[34] Sheldon Goldstein. Mecánica de Bohmian . Para más información sobre cómo el formalismo de la mecánica bohmiana apunta naturalmente a un formalismo más rico que la teoría ortodoxa estándar, ver: Anthony Valentini, del Perimeter Institute en Waterloo, Ontario, Journal of Physics A: Matemática y teórica, vol. Del popular utilizado hoy en día eve que el viejo caiga en él. “Me parece un absurdo tan grande que no creo que haya ningún hombre que tenga filo 40, p. 3285; Para una discusión sobre los tiempos de escape y las posiciones de escape, ver Daumer et al., 1997a, para dispersarse véase Dürr et al., 2000, y para el caos cuántico, Cuching, 1994; Dürr et al., 1992a.

[35] RP Feynman, RB Leighton y M. Sands. (1963) The Feynman Lectures on Physics, I, Nueva York: Addison-Wesley; Sheldon Goldstein. Mecánica de Bohmian.

[36] Richard Feynman. (1967) El carácter de la ley física. Cambridge MA: MIT Press; Sheldon Goldstein. Mecánica de Bohmian.

[37] Se podría argumentar que Einstein inició el enfoque de la onda piloto con el concepto de Führungsfeld o campo guía. Wigner (1976), 262; Goldstein Mecánica de Bohmian. Enciclopedia de la filosofía de Stanford.

Einstein no pudo completar el formalismo de tal enfoque, pero independientemente alentó a De Broglie y Bohm a continuar con sus esfuerzos.

[38] Sheldon Goldstein. Mecánica de Bohmian.

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La teoría de la onda piloto no es en realidad una teoría; Es una interpretación. Es decir, sus predicciones son idénticas a cualquier otra interpretación de la mecánica cuántica, por lo que es indistinguible experimentalmente. Las personas tienen derecho a suscribirse a cualquier interpretación que deseen, sin temor a contradicciones, pero también sin poder llegar a conclusiones comprobables. Todo se trata de lo que les ayuda a sentirse cómodos mientras intentan construir teorías que tengan conclusiones comprobables.

¿Qué tiene de malo esta teoría particular que la hace menos popular? Presumiblemente, no localidad. Se ha demostrado experimentalmente que no se puede tener una teoría local, determinista, real y definida (es decir, eso conduciría a conclusiones demostrablemente falsas). Las personas intuitivamente esperan que todas esas cosas sean ciertas, pero podemos demostrar que ese no es el caso. Todas las interpretaciones intentan abandonar una de “local”, real “,” definida “o” determinista “para preservar a los demás, preservando así al menos un mínimo de su intuición.

La idea de la onda piloto abandona la localidad: cada experimento solo puede entenderse en el contexto de todo el universo. Eso se hace con una “onda piloto” que trae información mucho más rápido que la velocidad de la luz, de todo el universo, en un instante. Eso puede ser difícil de tragar, ya que ahora tienes que pasar por contorsiones para explicar por qué esto no viola las leyes que muestran que nada puede moverse más rápido que la velocidad de la luz. Lo que aún no ocurre, incluso bajo la interpretación: terminas teniendo que separar las cosas cuánticas en un canal separado que es tan difícil de visualizar como la teoría cuántica en sí.

Algunos físicos sí optan por la interpretación de la onda piloto. Dado que puedes preservar el determinismo y el realismo, están felices de renunciar a la localidad. Pero en realidad, la interpretación predominante es la no interpretación, la escuela de “cállate y calcula”, que renuncia a todas las intuiciones a la vez en lugar de arriesgarse a ser engañada por ellas.

Las siguientes interpretaciones principales renuncian al determinismo, que en realidad puede ser un accidente más histórico que cualquier otra cosa: la Interpretación de Copenhague fue la primera, inspirada en la asombrosa similitud de una función de onda con una distribución de probabilidad, y eso ha sido bastante exitoso. O más bien, las personas que se suscribieron a él produjeron mucho trabajo excelente, y eso inspira a otros a suscribirse a la misma interpretación.

Sin muchas grandes victorias en su haber, no hay un impulso particular para que las personas aprendan la teoría de la onda piloto. Quizás algún día alguien comenzará con una interpretación de onda piloto y producirá una ganancia enorme, y otros se suscribirán con la esperanza de obtener ganancias similares. Hasta entonces, será relativamente raro.

La teoría de la onda piloto ha causado poca impresión en la marca de físico de nariz dura que solo quiere “callarse y calcular”, ni en la variedad más inclinada filosóficamente, que realmente se preocupa por las dificultades conceptuales de QM.

Es bastante fácil ver por qué.

Comencemos con la variedad de físico de nariz dura. Es probable que una conversación inicial sea algo así:

R: “¡Hola, quiero explicarte un nuevo enfoque de la mecánica cuántica!”

B: “Está bien, pero estoy bastante ocupado, ¿puede decirme cómo afectará este nuevo enfoque a mi trabajo?”

R: “¡De ninguna manera! De hecho, por diseño, la teoría de ondas piloto reproduce todas las predicciones de la mecánica cuántica regular. Es una interpretación más que una teoría realmente nueva”.

B: “Bien, entonces ¿por qué querría usar este enfoque? ¿Quizás es más fácil calcularlo? ¿Como el enfoque integral del camino de Feynman es (a veces)?”

R: “No, no hemos encontrado ningún problema que se vuelva más fácil. En realidad, la mayoría se hace un poco más difícil. Pero la gente pronto se acostumbrará una vez que reescribamos todos los libros de texto para usar el idioma bohmiano, y eso no tomará demasiado largo.”

B: “Erm, sí, buena suerte con eso. ¿Sugiere alguna extensión que pueda ser interesante, como teoría de campo, versiones relativistas, etc.?”

R: “Bueno, no lo sabemos. En realidad, es bastante difícil alinearlo con la relatividad, porque es explícitamente no local. Se está trabajando, pero está en las primeras etapas. Por lo tanto, no tenemos un relativista que funcione completamente. teoría todavía, y las versiones de teoría de campo no funcionan en absoluto “.

B: “OK, un placer conocerte, voy a hablar con alguien más ahora”.


Pero digamos que tuvimos suerte y encontramos un físico que realmente se preocupa por las dificultades conceptuales de la marca QM de Copenhague. El problema aquí es que una vez que te alejas de los ejemplos de juguetes más simples, las características conceptuales aparentemente agradables de las ondas piloto se desvanecen.

La teoría de la onda piloto se introduce invariablemente usando el ejemplo del experimento de dos rendijas. Y se ve muy atractivo en ese contexto. La ontología es clara: hay una partícula, que está montando en una onda, y esta onda evoluciona en un espacio tridimensional real, conceptualmente similar a las ondas electromagnéticas o de presión familiares. La medición es simplemente una detección de hacia dónde se ha guiado la partícula. Y esto disuelve claramente la gran mayoría de las dificultades conceptuales con Copenhagen QM: el problema de medición, la dualidad onda-partícula y sus compromisos antirrealistas. Le brinda una ontología clara (hay una partícula y una onda que evoluciona en el espacio), es decididamente realista y le muestra exactamente lo que sucede en una medición.

Pero, ¿qué sucede si tiene un sistema más complejo (por ejemplo, dos partículas)? Entonces, el espacio en el que evoluciona la onda piloto y la partícula es guiada es un espacio de configuración de seis dimensiones, que ya no puede identificarse con el espacio real. Y esto empeora cada vez que se agrega un grado adicional de libertad. Para sistemas realistas, terminas con un espacio de configuración de mil millones de dimensiones, a través del cual una onda piloto guía una “partícula” que representa todo el sistema. Esto se parece mucho menos a una ontología clara y simple, y más a una reformulación abstracta de las ecuaciones de QM (que por supuesto lo es).

Otras características conceptuales aparentemente agradables también son más problemáticas a segunda vista. La onda piloto selecciona una base de posición preferida (en lugar de, por ejemplo, el impulso). ¿Por qué? Esta es una asimetría que no aparece en la QM clásica, pero la onda piloto simplemente “escribe” en un estado privilegiado para la posición. Este movimiento generalmente se justifica con un argumento que dice que todas las mediciones eventualmente se reducen a la posición (por ejemplo, la posición de un puntero).

Otros principios profundos que aparentemente son respetados por el resto de la física no son respetados por la teoría de la onda piloto. Por ejemplo, la teoría de la onda piloto simplemente ignora el principio de “acción-reacción”, donde si algo es actuado por un campo / partícula / cuerpo, “reacciona” en analogía a la tercera ley de Newton. La onda piloto actúa sobre la partícula, pero la onda piloto no actúa sobre la onda piloto.

Finalmente, por supuesto, no es explícitamente invariante Lorentz. No es local, por lo que hay un marco preferido. Los adherentes a la onda piloto le dirán que el marco preferido está “oculto” y que todos los fenómenos pronosticados saldrán invariantes de Lorentz, y tienen razón. Pero parece al menos preocupante que esta reformulación de QM esté rompiendo una simetría encontrada en cualquier otra ley física, especialmente cuando los fenómenos que predice no muestran ningún rastro de esta simetría rota. Uno podría estar tentado a pensar en esto como una pista de que la reformulación está en el camino equivocado.

Ciertamente es cierto que hay algunos filósofos y físicos con inclinaciones filosóficas, que superan todo esto (además de otros problemas) y todavía encuentran la teoría de la onda piloto conceptualmente atractiva.

Pero no creo que haya un gran misterio en cuanto a por qué no hay más de ellos.

El problema con la onda piloto y otras teorías de ‘variables ocultas’ es que no conducen a ninguna parte. Como dice el artículo de Wikipedia, las matemáticas son las mismas y las pruebas experimentales son las mismas. No hay nueva predicción. No hay nuevos experimentos para hacer. Como dijo Joshua Engel , es una interpretación o explicación.

Dudo en decir lo que “la mayoría de los físicos” cree, pero encuentro que la navaja de afeitar de Occam me ahorra tiempo en teorías que suponen que hay varias cosas adicionales, que no puedo ver, no puedo medir, no puedo probar y puedo No uso. La teoría de la onda piloto supone que hay electrones “reales” que “realmente” tienen una posición y un momento definidos de forma exacta y simultánea, y que “realmente” se comportan como cargas puntuales, aunque eso no es lo que muestran los experimentos. Entonces, tiene que haber algo nuevo, una onda piloto que de alguna manera distribuya grandes poblaciones de electrones “reales” para que se comporten, en conjunto, como los experimentos, incluso cuando los experimentos se realizan muy lentamente, con números muy pequeños. de electrones. La onda piloto es algo nuevo, pero la teoría realmente no nos permite usarla.

Lo que realmente hacemos con la mecánica cuántica es resolver la ecuación de Schroedinger (generalmente numéricamente, expandiendo las funciones de onda). Encontramos los niveles de energía permitidos, las funciones de onda, las distribuciones de electrones, las energías totales, las masas efectivas, las transiciones permitidas, los efectos de los campos aplicados, … Hacemos todo esto sin usar nada para describir electrones y fotones, sino las funciones de onda y la ecuación de Schroedinger. Pensar en un montón de cosas extra parece una pérdida de tiempo. Nuevamente, no puedo hablar por “la mayoría de los físicos”. Pero solo recuerdo un seminario sobre “teorías de variables ocultas” en siete años de trabajo de posgrado y postdoctorado universitario. Y las teorías nunca fueron mencionadas por nadie con quien trabajé, en ningún lado.

Aparentemente llegué tarde a esta discusión sobre la teoría de De Broglie-Bohm, y tengo que admitir que me impresionó tanto la maravillosa encuesta histórica de Thad Roberts como las ideas punto por punto y la discusión detallada de Travis Norsen . Es claramente un acto difícil de seguir, y solo espero tener algo digno de agregar a esta discusión ya interesante.

Durante los últimos 17 años en mi propia investigación personal, he construido lógicamente una representación física que podría darnos un camino hacia una teoría de unificación completa, respondiendo así a todas las preguntas y paradojas abiertas tal como las entiendo actualmente. Esto fue a través de un enfoque muy metodológico para el análisis de todos los hechos, resultados experimentales y paradojas lógicas, para determinar qué posibles configuraciones físicas y procesos podrían existir que darían lugar al universo que observamos actualmente. Desde mi punto de vista de mis resultados, todas las piezas parecen encajar, y ahora estoy trabajando lentamente en las matemáticas necesarias para respaldar mis afirmaciones sobre lo que debe ser cierto para que este paradigma sea la representación física correcta. Alerta de spoiler: notablemente para esta discusión, fue nuestro malentendido de lo que realmente es un fotón, más nuestro malentendido de la naturaleza del Tiempo mismo, lo que más o menos nos lleva por mal camino. La relatividad especial tiene muchas consecuencias que se ignoran en gran medida debido a las implicaciones dependientes del tiempo que van completamente en contra de nuestra visión del mundo conceptual cronógrafo innato.

Muchas personas rechazan la hipótesis de De Broglie-Bohm directamente porque también tiende a estar en desacuerdo con esa “comprensión” innata del cronógrafo del tiempo. Como escéptico natural, sé cuán objetable es pensar que las cosas pueden avanzar o retroceder en el tiempo, mientras que tenemos exactamente cero pruebas de que tal cosa sea posible. Sorprendentemente, descubrí que la Relatividad Especial nos brinda una laguna matemática en la que este tipo de proceso de Broglie-Bohm puede suceder realmente, sin ningún requisito de causalidad hacia atrás o cualquier onda que de alguna manera viaje al futuro. El experimento de doble rendija, el borrador cuántico y la autointerferencia de fotones, incluso el entrelazamiento cuántico, pueden tener mucho sentido en este contexto una vez que adoptemos una teoría del tiempo híbrida física / cuántica / termodinámica actualizada. Esta misma definición de tiempo también es compatible con la dilatación del tiempo tanto relativista como gravitacional, por lo que sus perspectivas de ser parte de la respuesta final se ven bien (en mi humilde opinión).

La evidencia de lo que llamaré resonancias de onda ‘de Broglie-Bohm’ se puede ver en varios experimentos pasados, tales como “Supresión de la descomposición espontánea a frecuencias ópticas: en espacio confinado” [http://link.aps.org/doi /10.1103/… 1986] y “Comunicación directa contrafactual a través del efecto zeno cuántico” [http://www.pnas.org/lookup/doi/1… 2017]. En ambos experimentos hay evidencia directa de una resonancia ondulatoria, sin transmisión fotónica real, que luego controla de manera regresiva y determinista un proceso en otro lugar de ese sistema experimental. El ejemplo de “espacio confinado” en realidad previene la descomposición espontánea de una partícula y, por lo tanto, muestra que la descomposición de la partícula no solo es predecible sino que también se puede prevenir en algunas circunstancias específicas. En el experimento de “comunicación contrafactual”, la eliminación de una vía resonante cambia el patrón de inferencia que ocurre en una parte espacialmente separada del sistema que luego puede “saber” determinísticamente en qué modo de configuración se encuentra el aparato extraño, que no recibe ni refleja ningún fotones detectables para transferir ese conocimiento. Ambos experimentos demuestran que una vía que ni siquiera es parte del sistema local propiamente dicho puede afectar el resultado de ese sistema, mediante algún mecanismo en forma de onda donde ni siquiera es necesaria la transmisión fotónica. Ambos resultados se predecirían lógicamente solo desde la base física de mi teoría actual, incluso sin hacer ningún cálculo.

Espero publicar un artículo en el futuro cercano, que es solo una pequeña parte de mi modelo general de teoría de la unificación (cheviot, soy un escritor lento con poco tiempo personal de sobra). Este artículo tratará sobre el Teorema de Bells vs Enredo, Relatividad especial y un modelo de Tiempo compatible. Este modelo requiere un proceso físico sorprendentemente similar en concepto al de la hipótesis de De Broglie-Bohm, y analiza cómo funciona esto dentro de los límites conocidos de la Relatividad Especial. Sin embargo, mi trabajo teórico más amplio requerirá mucho más tiempo debido a sus intrincadas interconexiones y necesariamente definiciones auto-referenciales de las relaciones y procesos. Muy bien podría llenar volúmenes debido a la cantidad de preguntas abiertas que necesita responder. En pocas palabras, describirá la naturaleza de la masa / espacio-tiempo, y su estructura potencial, mientras que tanto el tiempo como la gravedad se ven simplemente como propiedades emergentes.

Pero aquí saldré en apuros y afirmaré que esta hipótesis de De Broglie-Bohm no solo es real, dentro de algunas limitaciones limitantes, y que necesita ser cuidadosamente probada experimentalmente para conocer sus intrincados detalles. Mi predicción es que obtendremos una comprensión mucho mejor del enredo cuántico, la superposición y el túnel cuántico una vez que comencemos a probar con una comprensión potencial de las interacciones físicas que se desarrollan bajo el capó de la mecánica cuántica. Después de todo, será necesario que muchas personas con diversos talentos demuestren que estos conceptos son correctos o incorrectos, pero hasta ahora en los últimos 5 años de ver todos los resultados experimentales publicados no he tenido éxito en encontrar ninguna evidencia que falsifique directamente mi propio trabajo. Alguien quiere probar? Mi único objetivo es aprender la verdad real. Entonces, cualquiera con las habilidades, el deseo y el tiempo de sobra adecuados, bienvenido a explorar algo completamente nuevo. Haré tiempo si hablas en serio. Con tantos campos diversos de la ciencia, cualquier “teoría de todo” futura, por definición, será demasiado para que una sola persona la tome sola. Quién sabe, incluso podría recuperar mi vida. Hasta entonces, intentaré que siga avanzando.

Dos comentarios sobre la pregunta:

1. La no localidad en una teoría de hoy no es un problema serio, porque el principio holográfico demuestra que la gravedad ya no es local.
2. La imagen física de las partículas que rebotan en las ondas en el espacio es engañosa, porque las ondas de mecánica cuántica se encuentran en un espacio de configuraciones de alta dimensión, no en tres dimensiones espaciales. Si las ondas mecánicas cuánticas fueran ondas físicas en el espacio físico, en lugar de ondas abstractas en el espacio de todos los mundos posibles, la interpretación no se debatiría. Los aspectos de configuración de alta dimensión de la mecánica cuántica es lo que hace que la teoría sea extraña, de modo que las partículas pilotadas son realmente configuraciones de partículas pilotadas por una onda enormemente dimensional que agita en el espacio de todas las posiciones posibles.

La respuesta a esta pregunta es que los físicos son positivistas, y el contenido positivista de la teoría de ondas piloto y la mecánica cuántica ordinaria coinciden. Entonces, a pesar de las diferentes palabras, no debería llamarse una nueva teoría, las predicciones son las mismas.

Pero yendo más allá, a veces se prefiere una formulación que sea más intuitiva que otra que sea menos intuitiva, incluso si las predicciones coinciden. Una razón para estar seguro de que la onda piloto ni siquiera es una formulación razonable de la teoría cuántica, como se suele decir, es que la base de posición no se distingue particularmente en la mecánica cuántica, pero se distingue en la teoría de la onda piloto. La onda piloto tiene partículas con posiciones definidas, momentos no definidos, que deambulan guiadas por la onda (sobre posiciones).

Podrías repetir el truco de Bohm en el momento y obtener partículas con un momento definido deambulando en el espacio de todo su impulso simultáneo (la formulación es un poco más difícil porque las leyes de fuerza no siempre son cuadráticas, pero ignora esto, puedes hacerlo en principio) Puedes hacerlo por cualquier motivo. Entonces, hay un número infinito de diferentes teorías de Bohm que solo difieren en qué variable eliges hacer “real”, todas estas formulaciones dan las mismas predicciones al final del día. Esta es una posición incómoda, ya que no puede haber una prueba para determinar cuál es la correcta. También significa que la formulación ha hecho una elección arbitraria innecesaria de una base distinguida y, por lo tanto, no es muy buena en teoría.

La teoría de la onda piloto todavía tiene la función de onda, por lo que es tan enorme computacionalmente como la mecánica cuántica: reproduce la computación cuántica en todo su esplendor. No hay ganancia en la simplicidad de esto, a diferencia de, digamos, la formulación de Feynman, donde obtienes la habilidad de hacer Monte-Carlo en tiempo imaginario, una tremenda simplificación computacional: monte-carlo es manejable. La naturaleza de la función de onda como una cosa del espacio de configuración, con una serie de dimensiones que crecen con el número de grados de libertad, significa que todavía está considerando una teoría irremediablemente enorme que nunca se puede entender clásicamente, no ayuda que sea más visualizable en el caso de una sola partícula.

Pero la teoría de la onda piloto aún podría ser importante, porque tiene una formulación conceptual diferente, por lo que si se propone modificar la teoría, obtendrá diferentes modificaciones. En ese sentido, es una buena idea nueva. Personalmente, creo que puede producir un truncamiento de la onda piloto que no coincide con la mecánica cuántica ordinaria, pero que es casi lo mismo que la mecánica cuántica cuando se trata de unas pocas partículas solo ligeramente enredadas. En este caso, necesita que la función de onda sea una función complicada de las variables ocultas (las posiciones de las partículas) que solo obedece aproximadamente a la ecuación de Schrodinger. Este tipo de cosas es una verdadera modificación de la mecánica cuántica, pero nunca estuve 100% seguro de que funciona. Describí la idea más o menos en mi respuesta a una de las preguntas de ‘tHoofts sobre el intercambio de pila de física.

En muchas respuestas se afirma que la interpretación de la mecánica cuántica no es de interés para los físicos. Ellos deberían. La interpretación estándar en la que el estado colapsa es incompleta, no explica el proceso de colapso. ¿Por que sucede? ¿Cuando sucede? En otras palabras, lo que define una “medición”. No hay razón para la regla de probabilidad, la regla de Born.

El problema con la teoría de la onda piloto es bastante similar. No hay una descripción de lo que sucede en una medición. La idea parece ser que lo que vemos en una medición es la ubicación de la partícula. En otros casos, la ola gobierna. Pero la diferencia física entre un proceso de medición y cualquier otro proceso físico es inexplicable. Es una teoría incompleta. La única ventaja es que intenta explicar la regla de probabilidad, pero eso solo se convierte en una regla que da los números. No se entiende por qué se aplica.

La respuesta de Michael Price ofrece un buen punto sobre la interpretación de la onda piloto. Si el proceso de medición se considera un proceso físico ordinario, entonces no tiene sentido la partícula pilotada por la onda. Solo la ola tiene significado físico. Lo que tienes es la interpretación de muchos mundos.

Para mí, hay problemas con la teoría de la onda piloto, que he tratado de rectificar en mi interpretación de la onda guía. El mayor problema es que, si la onda piloto es para dirigir el movimiento de la partícula, ¿entonces seguramente la velocidad de la fase debería ser igual a la velocidad de la partícula? Para hacer eso, entonces la velocidad de fase debe ser igual a E / p, en cuyo caso E debe ser el doble de la energía cinética. Entonces, ¿dónde está esa energía extra? Esa es mi variable oculta. Si acepta que creo que la onda piloto modificada (es decir, lo que yo llamo una onda de guía), entonces hay algunas virtudes. Primero, hay evidencia observacional del experimento del tipo de 2 rendijas usando observación débil que, en mi opinión, cumple una predicción de Bohm y contradice la interpretación de Copenhague (Kocsis, S. y 6 más. 2011. Observando las trayectorias promedio de fotones individuales en un Interferómetro de dos rendijas Science 332 : 1170 – 1173.)

La razón por la que me metí en esto es que, como químico, encuentro que los medios estándar para calcular las propiedades de los enlaces químicos son tan terriblemente difíciles y opacos que creo que debe haber formas más fáciles. El cálculo de las propiedades de la molécula H2 en este enfoque de onda de guía está casi al nivel de la aritmética mental, por lo que hace algo. También hago un par de predicciones (si está interesado, vea mi libro electrónico “Guidance Waves”).

Finalmente, hay una objeción sobre la no localidad. Mis ondas de orientación no son locales, pero solo se requieren dentro de un cuanto de acción. Una de las razones por las que creo que responde a su pregunta original es que siempre que tenga un procedimiento que calcule matemáticamente lo que desea, hay una falta de pensamiento crítico. En mi opinión, por ejemplo, primero, la Desigualdad de Bell realmente no dice nada acerca de la no localidad. Eso es simplemente una imposición arbitraria. En segundo lugar, en mi opinión, el experimento del polarizador giratorio NO muestra violaciones de la desigualdad de Bell. De las siguientes dos premisas:

Premisa 1: se puede diseñar una prueba que arroje uno de dos resultados discretos. Por simplicidad etiquetamos estos (+) y (-).

Premisa 2: podemos llevar a cabo dicha prueba en tres conjuntos diferentes de condiciones, que denominamos A, B y C.

podemos derivar la desigualdad de Bell. Si podemos derivar una relación matemática SOLAMENTE de tales premisas, entonces si se cumplen esas condiciones, las matemáticas dicen que no puede haber violación. Si piensa lo contrario, muestre lo que está mal en esta publicación: https://wordpress.com/post/ianmi

¿Por qué creemos que hay tales violaciones? Debido a que hay un error lógico y no tenemos el número correcto de variables, consulte https://wordpress.com/post/ianmi

Si no lo crees, muéstrame dónde está mal.

Para empezar, el concepto de ondas piloto es más una interpretación que una teoría. Los físicos están más preocupados por las predicciones comprobables.

En segundo lugar, la reconciliación de la mecánica y la relatividad de Bohmian sigue siendo un problema abierto, que es una grave deficiencia de este enfoque.

Tercero, la noción de (re) interpretar la mecánica cuántica (partícula) es reemplazada por la teoría cuántica de campos, donde el concepto de onda piloto no es realmente aplicable.

Puede haber otras razones (de hecho, parece que ya hay algunas buenas respuestas aquí), pero estas son tres que se me ocurren a corto plazo.

Uno tiene que entender qué es la mecánica cuántica estándar y qué se está formulando. El QM estándar es una teoría estadística y, por lo tanto, no debe esperarse que describa los movimientos individuales de partículas pequeñas. Al igual que la teoría cinética de los gases no describe el movimiento individual de los átomos en un gas. Dicho esto, debe ser que la interacción de un solo átomo con radiación electromagnética debe tener resultados predecibles y supuestamente consistentes. Es decir, experimentos idénticos deben producir resultados idénticos, no una distribución estadística de resultados. Incluso si un experimento produce una dispersión de resultados, esa propagación seguiría una distribución definible, que debe surgir de algún mecanismo físico, que deberíamos poder describir e incorporar a la teoría. La teoría de la onda piloto es, en mi opinión, un reconocimiento de que no hemos incluido todos los conceptos básicos correctamente. Cosas como la no localidad podrían conducir a conceptos de onda piloto. Los efectos electromagnéticos son en sí mismos no locales si se expresan como ecuaciones de Maxwell en su forma diferencial. Las ecuaciones de Maxwell no describen varios fenómenos macroscópicos, como la aceleración betatron o la operación de un transformador ideal, entonces, ¿por qué esperamos que la mecánica cuántica diferencial estándar contenga la imagen completa? Por lo tanto, se requiere otra formulación de la teoría, que puede incorporar una onda piloto. QM estándar no es relativista en cualquier caso, por lo que es fundamentalmente defectuoso, a pesar de sus éxitos.

Muchos físicos lo hacen, pero no todos. Entonces, ¿por qué es esto?

La teoría de la onda piloto es inicialmente atractiva. Yo también era fanático hasta que estudié física moderna y decidí que la imagen mental de la “bola de billar” era bastante ingenua. Prefiero ver la mecánica cuántica a través de la lente de QFT, pero esa es una preferencia personal. ¿Hay algún problema con la hipótesis de la onda piloto?


En primer lugar, las teorías de variables ocultas muestran que la no localidad es coherente con los experimentos de Aspect. Si bien generalmente la onda piloto no se puede usar para enviar información más rápido que la luz (pero vea las ideas de Valentini sobre equilibrios cuánticos), sí implica la transferencia de información FTL. Para algunos físicos, este es un cambio más grande que dejar caer partículas de estilo clásico, especialmente cuando ya aceptan que pueden cambiar de tipo, y que la relatividad muestra que la masa puede transformarse en energía (y viceversa), con partículas que cambian de tipo. Además, QFT ofrece una visión muy no clásica de las partículas. Si bien ahora ha habido refundiciones ‘exitosas’ de QFT en términos de Bohmian, este no es un campo simple, y podría decirse que ha sido más difícil hacer que esto funcione (también con QM relativista en general).

En segundo lugar, podría decirse que es una capa adicional de complejidad. Hay suposiciones adicionales agregadas a las QM estándar, pero no tienen beneficios matemáticos o experimentales. Muchos físicos pensarían que los ahorros filosóficos no valen esa complejidad adicional.

En tercer lugar, el potencial cuántico en sí mismo es algo extraño y arbitrario. Si está agregando algo extraño y arbitrario, ¿por qué no solo la función de onda de probabilidad normal, que es al menos útil?

Históricamente también se han hecho otros argumentos. Algunos de estos se han resuelto desde una perspectiva bohmiana desde que se plantearon, otros son de interés histórico, sin embargo, es notable que estos problemas son más difíciles de eliminar de las interpretaciones de variables ocultas, como la interpretación de la onda piloto, que la QM estándar. ¿Esto representa dificultades conceptuales y de cálculo con la interpretación? Quizás. En cualquier caso, la existencia de estos argumentos, incluso si se desacredita ahora, tuvo un impacto negativo en la interpretación en la mente de muchos físicos.

Finalmente en mi copia anterior de Quantum Mechanics de Rae, hay una crítica importante (pág. 261). Toma un átomo de hidrógeno. El electrón (en la imagen de Broglie-Bohm) tiene una ubicación definida. Esto significa que el átomo debe tener un momento dipolar eléctrico. Si no hay un momento dipolar, la carga debe estar asociada con la onda piloto, en cuyo caso, ¿qué realidad tiene la partícula? Argumentos similares se encuentran en Mecánica cuántica avanzada: Materiales y fotones de Dick, quien creo que fortalece ligeramente el caso. Los mismos argumentos pueden aplicarse teóricamente a la gravedad también. En ausencia de evidencia experimental positiva, esto cuenta fuertemente contra las versiones simples de la onda piloto.

No creo que estos argumentos prueben de manera concluyente que la onda piloto es falsa, pero sí creo que arrojan fuertes dudas sobre si es preferible (especialmente la última).

Entonces, en ausencia de evidencia experimental * para distinguir entre las interpretaciones, creo que es difícil entender por qué la interpretación de la onda piloto es menos popular que otras. Aunque ciertamente a muchos todavía les gusta la ola piloto y sus variantes.

* Técnicamente, las interpretaciones de QM hacen las mismas predicciones. Sin embargo, hay extensiones, como las hipótesis de colapso objetivo, la comunicación FTL de Valentini o las ideas de t’Hooft sobre la superdeterminación. Esto puede mejorar con algunas interpretaciones que otras (por ejemplo, el trabajo de Valentini con la onda piloto) y es cierto que las investigaciones teóricas sobre teoría de la información, qft y decoherencia pueden hacer que las diferentes interpretaciones sean más populares.

Bueno, ahora lo harán, ya que el motor EM lo demuestra y cambiará por completo nuestra comprensión de la física, porque a pesar de las malas respuestas, que lo consideran solo ‘una interpretación’, las diferencias son notables:

  1. Describe un universo no local, donde al menos ‘una membrana oculta de espacio-tiempo’ se mueve más rápido que la luz.
  2. La interacción entre eso ‘más rápido que la luz’ (membrana gravitacional), y la onda de partículas bajo la velocidad c (membrana espacio-tiempo de luz), NO es transitiva … no hay reacción de acción, por lo que el movimiento eterno (y los motores EM) puede existir mágicamente De hecho, queda por ver si este es el mismo mecanismo que mueve los cuerpos celestes a través de la membrana gravitacional.
  3. Por lo tanto, si se demuestra que los motores EM tienen razón, tendremos que cambiar el paradigma. Como la teoría B2 (Bohm-Broglie) es realmente un ‘bombardero teórico’ que requiere comprender el universo en términos de un sistema fractal de ‘capas’ de espacio-tiempo, los procesos de acción-reacción solo tienen lugar dentro de un solo continuo espacio-tiempo pero no a través de escalas …
  4. Finalmente, notar que la onda Piloto de De Broglie fue la base de las ecuaciones de onda de Schrodinger, que dieron origen al formalismo estándar de Dirac; y la historia del pensamiento siempre muestra que el análisis original tiene muchas verdades que vale la pena explorar que los nuevos avances relegan injustamente. En este caso, dado el carácter fundamentalista de los físicos (que tienden a excluir las teorías de “otros”), el carisma, la actitud y el poder académico de Bohr explica mucho mejor que las razones teóricas puras, por qué todos estamos atrapados durante un siglo con una interpretación más pobre. De hecho, Bohm era un comunista, cuyo trabajo de dispersión utilizado en Los Álamos para la bomba fue clasificado, y ni siquiera podía tener acceso a él, dejó a los Estados Unidos bajo presión del FBI, etc. Incluso si era el favorito de Einstein en Princeton , su asistente más cercano, ni siquiera el padre de la bomba atómica podía convencerlos. A los grupos idealistas de ciencia les gusta pensar que la política y la economía no juegan un papel importante en ello. Pero la mente humana es igual haciendo ciencia o religión fundamentalistas. Solo el tiempo pone el trabajo de cada hombre a su valor nominal. El problema será cambiar como se dice sobre todos los libros de texto (-;
  5. En lo personal, todo esto es una gran noticia. Como el modelo B2 es el único que valida mi trabajo en sistemas generales y la quinta dimensión del espacio-tiempo escalar, por lo que he estado extendiendo los conceptos subyacentes del modelo B2 durante 30 años. En esencia, todos los sistemas en el universo fractal espacio-tiempo tienen 3 ‘componentes’ orgánicos: una partícula / cabeza informativa con relojes internos que almacenan la información en sus ciclos (los relojes internos de Broglie en la partícula) sincronizados con una onda corporal iterativa (Schrodinger’s onda) que desplaza el sistema que absorbe el movimiento de entropía de un sistema de campo / extremidad más rápido. Y esta mezcla ternaria de las 3 únicas topologías del Universo, crea todos los sistemas de la naturaleza desde sistemas biológicos: | extremidades> cuerpos> O-cabezas a físicas: | -campos (onda piloto)> Ondas (schrodinger)> Partículas ( sincronizado con ambos). Lo que se perdió en la descripción clásica fue el campo gravitacional entrópico no local más rápido de Broglie -> Bohm -> 5D. Quizás ahora que esos conceptos demuestran ser prácticos para ‘ganar dinero’, la gente tomará más en serio nuestros descubrimientos, a pesar de nuestro activismo político … A quién le importa, el conocimiento es suficiente en sí mismo.

Aquí hay muchas respuestas muy largas que parecen brindarle mucha información. Las respuestas largas no siempre son correctas. La respuesta correcta es muy simple: la hipótesis de la onda piloto no puede predecir la constante de estructura fina. La electrodinámica cuántica y la teoría cuántica de campos pueden predecir la constante de estructura fina. En mi opinión, y en la opinión de muchos físicos, esto sugiere fuertemente que la hipótesis de la onda piloto es incorrecta (y, por lo tanto, no es una teoría).

Además, toda esta tontería de “interpretación” versus “teoría” simplemente complica el tema y no da a las teorías su debido respeto. Cada marco propuesto es una hipótesis hasta que se demuestre que predice más que la teoría existente. La hipótesis de la onda piloto no es una teoría porque no predice la constante de estructura fina.

P: De acuerdo. ¿Alguna idea filosófica sobre por qué la teoría cuántica es tan popular, cuando pone la incertidumbre en el corazón de todo?

R: Creo que hubo una moda filosófica en la década de 1920 donde la gente se alejaba del materialismo del siglo XIX y del universo mecánico. En Alemania hubo un fuerte movimiento contra la filosofía de la ilustración británica y francesa. Esto realmente comenzó con el surgimiento del romanticismo a fines del siglo XVIII, siguiendo el trabajo de Kant , quien supuestamente dijo que era imposible para nosotros conocer el llamado “ding an sich”. Muchas personas interpretaron a Kant como diciendo que realmente no se puede conocer el mundo tal como es. Creo que la mecánica cuántica fue influenciada por las consecuencias de esta idea: que es filosóficamente ingenuo asumir que su imagen del mundo es, literalmente, cómo es el mundo. Esto envió a la gente por la pendiente resbaladiza del subjetivismo y, a principios del siglo XX, los físicos en Austria y Alemania tenían la idea de que no se debe especular sobre lo que podría estar oculto detrás de las apariencias. Puedes ver eso a finales del siglo XIX sobre la existencia de átomos. Mucha gente dijo que la idea de los átomos era solo metafísica y que simplemente debes lidiar con lo que puedes observar en el laboratorio.

Cuando la realidad es real: una entrevista con Antony Valentini

Si bien a los físicos les gustan los descubrimientos, no les importan demasiado las interpretaciones. Les encanta QM solo porque les permite hacer descubrimientos, no porque sea filosóficamente satisfactorio. Por otro lado, en lo que respecta a la satisfacción filosófica, tampoco se gana mucho de la mecánica bohmiana. QM les permitió, además de descubrir muchas cosas útiles como semiconductores, superconductores, reacciones nucleares, etc., y comprender toda la química y ahora parte de la biología, para construir una descripción bastante satisfactoria, cuantitativa, aunque ciertamente provisional, de los componentes últimos de universo, el modelo estándar. Funciona bien, es razonablemente simple y para ser entendido no requiere interpretaciones filosóficas. De hecho, el modelo estándar, que es una teoría cuántica de campos, definitivamente no se preocupa por las interpretaciones de QM de Bohmian o Copenhague. Finalmente, lo que se sugirió al comienzo de QM, y se confirmó principalmente por el trabajo de Bell, Aspect y otros, es que la realidad en la escala más interna no se comporta como podríamos esperar ingenuamente, y todos los intentos de modelarla después de su gran escala La apariencia es probablemente inútil y desafortunada.

1.) No se imparte en los cursos habituales.

2.) Se enseña un fuerte prejuicio contra las interpretaciones / metafísica. Entonces, los científicos tienen prejuicios contra el aprendizaje de nuevas interpretaciones, y simplemente usan la que se enseñó primero (mínimo en Copenhague).

3.) Fuerte tendencia a mistificar las simetrías como ideas profundas y fundamentales:

3.a.) La simetría relativista se considera fundamental, pero en BM se limita solo a efectos observables.

3.b.) La simetría de la posición-momento ([matemática] p \ to q, q \ to -p [/ math]), incluso si obviamente no es fundamental (H no la tiene) se considera de alguna manera fundamental, pero es violado en BM también.

La teoría de la onda piloto es correcta al sugerir que el movimiento de un electrón es determinista. También es correcto sugerir que hay ondas que guían una partícula en el experimento de doble rendija y hacen que la partícula vaya a áreas constructivas o destructivas del detector. También es correcto sugerir que una partícula atraviesa una sola rendija, pero la onda guía atraviesa ambas rendijas y así es como la partícula sabe a dónde ir para producir interferencia.

Sin embargo, la onda piloto pierde el origen real de la onda guía. Asume que la onda es algo unido a la partícula y se mueve con ella, y le muestra el camino a donde ir. Esta es la parte no lógica que hace que la gente se asuste, sin poder creerlo … presenta algo que no se puede demostrar claramente. Pero hay una explicación bastante simple y realista del origen de tales ondas guía. Primero notamos que un electrón que sale de una pistola se mueve en línea recta como una partícula … pero cuando atraviesa una ranura, muestra interferencia como ondas. Claramente, la razón explicativa debe estar en la región de interacción. Y de hecho lo es. Es simplemente la buena interacción de Coulomb, que es una relación cuadrada inversa, que cambia para convertirse en la ley de Hook en confinamiento. Tal condición ocurre en el caso de un gran número de partículas que interactúan con muy poco espacio para moverse (confinamiento), ya que el caso está dentro de una ranura. También puede suceder para partículas que se mueven bajo fuerzas de gravedad. Esta es la fuente de la dualidad onda-partícula observada en objetos grandes a veces. La ley de Hook está en el corazón de cada vibración a su alrededor.

Tome tres partículas similares a lo largo de una línea y a distancias iguales entre ellas d. Deje que se fijen los extremos y la partícula del medio se mueva x << d a lo largo de la línea. Suponga que las fuerzas entre las partículas son del cuadrado inverso, de modo que la fuerza neta (para la unidad de acoplamiento constante) es; f = [1 / (dx) ^ 2 - 1 / (d + x) ^ 2]; Simplifique y descuide x ^ 2 en comparación con d ^ 2 y obtenga; f = (4 / d) x. Esta es una fuerza de resorte f = kx, donde k es la constante del resorte. Entonces, las fuerzas entre partículas en este caso se convierten en las de un resorte (espacial). Esto es lo que produce las ondas, ya que toda la región se convierte en un campo de fuerza armónica, partículas 'guiadoras' para moverse como ondas. Para verificar la validez de este resultado, realicé un experimento numérico (que puede hacer usted mismo o ver el código de computadora que proporcioné en algunas de mis respuestas) en el que disparé al azar partículas cargadas 'individuales' en una barrera de partículas cargadas con ' huecos 'para simular rendijas. Con la simple relación de fuerza cuadrada inversa, demostré la aparición de patrones de interferencia después de las rendijas. Incluso logré demostrar los casos de 'reflexión total' (a pesar de las brechas) y la 'destrucción' del patrón de interferencia cuando se pierde la coherencia en el disparo. Ambos son características de onda bien conocidas.

Tenga en cuenta también que la idea de una onda piloto generada por las fuerzas de Coulomb en la región de interacción también puede ayudar a eliminar las objeciones a la idea de la onda piloto, ya que está en contradicción con la teoría de la relatividad, como se indica en una respuesta a esta pregunta.

Ver este enlace relevante La mecánica de fluidos sugiere una alternativa a la ortodoxia cuántica

Un modelo poco ortodoxo hace que la onda guía sea el “espacio” de la relatividad general: la materia deforma el espacio, el espacio dirige la materia. Todo lo que se necesita para un TOE es que la partícula genera la onda guía.

Un experimento que rechaza la onda de luz fotón STOE Difracción de fotones

fotón: Archivo Intelectual. Repositorio en línea / fuera de línea para trabajos en ciencia y arte

Seguí esta idea. El experimento de caída de rebote muestra esta Fig. 5. (c).

Bush, J. ~ W. ~ M., 2015b, {\ it {La nueva ola de la teoría de la onda piloto}}, {{Physics Today}} {{68}}, 8.

Puede haber una razón convincente para aceptar la interpretación de onda piloto de QM como la interpretación correcta pronto.
El ‘accionamiento EM’ actualmente probado por la NASA parece funcionar según el principio de la mecánica bohminana.
Según tengo entendido, QM estándar dice que la unidad EM no debería funcionar, pero se ha demostrado que sí.
La siguiente es una cita del artículo de International Business Times:
EmDrive: el artículo revisado por pares de la NASA Eagleworks finalmente publicado por AIAA dice que funciona


[La sugerencia es] que la idea de tratar el vacío cuántico como un medio dinámico capaz de soportar oscilaciones podría ser válida. Si un medio es capaz de soportar oscilaciones acústicas, esto significa que los componentes internos fueron capaces de interactuar e intercambiar impulso.

“Si el vacío es realmente mutable y degradable como se exploró, entonces podría ser posible hacer / extraer trabajo en / del vacío, y de ese modo sería posible salir del vacío cuántico y preservar las leyes de conservación de energía y conservación de impulso “.