Hay al menos dos preguntas que podría estar haciendo aquí.
1) ¿Por qué no vemos un mundo de aspecto clásico en el día a día, dado que la física microscópica se rige por la mecánica cuántica?
2) ¿Por qué, cuando juntamos un montón de cuerpos pequeños y sabemos que cada uno de estos cuerpos evoluciona mediante reglas microscópicas simples, a menudo obtenemos un comportamiento macroscópico colectivo que no es fácilmente explicable a partir de esas reglas simples?
- ¿Cuál es actualmente la mejor explicación de cómo y por qué colapsa la función de onda cuántica?
- ¿Por qué la brecha de banda de un punto cuántico depende principalmente de su tamaño?
- ¿Cómo se le ocurrió a Einstein la idea de la tela espacial? ¿Fue como lo hizo Planck con los cuantos de luz o tiene una base más fundamental?
- ¿Todos los orbitales en el mismo nivel de energía, es decir, período, tienen la misma energía? ¿Eso significa que todos los orbitales en una subshell están degenerados?
- ¿Qué es un operador de proceso?
Estas son dos preguntas diferentes, y aunque la pregunta 1 puede resultar un caso especial de la pregunta 2, hay suficientes elementos de interés para sacarla por separado.
La respuesta a la pregunta 1 es la decoherencia [redoble de tambores] . Cada vez que un estado cuántico entra en contacto con su entorno, evoluciona muy rápidamente a un estado donde los términos de interferencia cuántica se desvanecen. Esto significa que el estado cuántico se convierte en una suma de solo estados de aspecto clásico. La pregunta final sobre en cuál de esos estados de aspecto clásico termina el sistema no está dada por la decoherencia (se necesita una interpretación: como Copenhague o muchos mundos), sino que la “einselección” inicial de los estados de aspecto clásico se realiza por la decoherencia proceso.
La pregunta 2 es mucho más general, y se ha escrito mucho sobre el fenómeno bajo el nombre de “emergencia”. Gran parte de este escrito es malo *, y hay una clara tendencia a apelar a la “emergencia” cuando surge algo misterioso (conciencia, medición cuántica, gubbins de la nueva era). Sin embargo, hay circunstancias en las que podemos observar que sucede en sistemas bien definidos y se nos dan buenas explicaciones de lo que está sucediendo. Estos se encuentran principalmente en el ámbito de la física de la materia condensada, donde vemos un nuevo comportamiento sorprendente de los sistemas colectivos, que es novedoso e independiente de la microfísica detallada de las partes. Tales circunstancias incluyen transiciones de fase, el efecto Hall cuántico fraccional, superconductividad y una gran clase de casos en los que se produce la ruptura de la simetría.
Este es un tema masivo, pero es suficiente decir que cuando las simetrías de un sistema compuesto se vuelven suficientemente diferentes de las simetrías de las reglas simples que gobiernan las partes individuales, sucederá algo extraño. La dinámica del compuesto se determina mucho más por la disposición y simetrías del compuesto que por la dinámica que gobierna sus partes individuales. Por lo tanto, obtiene un comportamiento muy diferente de estos sistemas a escala macroscópica (cuando están experimentando un comportamiento colectivo de, por ejemplo, átomos en una red regular) que en el microscópico (cuando observa, por ejemplo, átomos aislados)
[*] Entre este escrito está mi tesis doctoral. Esta tesis (naturalmente) es una brillante excepción a la regla general.
