¿Cómo sería diferente el mundo si el Teorema de Bell estuviera equivocado y la localidad fuera cierta?

Para obtener la visión del mundo de Einstein necesita dos cosas: localidad (lo que sucede en un punto del espacio no puede tener ningún efecto inmediato en otro punto del universo) y realidad (los eventos en el futuro no pueden cambiar los eventos en el pasado). Esto último significa que si alguna partícula se mide para tener una propiedad, debe haber tenido esa propiedad todo el tiempo.

El teorema de Bell dice que para modelar los experimentos de la mecánica cuántica, debe eliminar una de las dos cosas anteriores: localidad o realidad, para obtener resultados correctos.

Para recuperar la visión del mundo de Einstein, hay, hasta donde yo sé, solo dos posibilidades:

  • Construya un universo sin mecánica cuántica o un conjunto muy nuevo de reglas cuánticas.
  • Construya un universo donde las reglas de la mecánica cuántica como se conocen hoy en día se mantengan, pero sin ningún libre albedrío.

El primero, la nueva mecánica cuántica, … de lo que se sabe hoy cómo funciona el universo es que cualquier cambio delicado en los parámetros de los modelos físicos conduce a un cambio dramático en la forma en que funciona el universo. Esto se llama el universo afinado: una pequeña variación en las reglas podría hacer la vida imposible, los átomos se vuelven menos estables, las estrellas viven más cortas, tal vez incluso el Big Bang muy corto, o el universo muy vacío. La primera opción básicamente conducirá a algo que no es nuestro mundo.

El segundo es una laguna en el teorema de Bell. Si no hay ninguna posibilidad en ningún experimento imaginable de elegir libremente qué medir y cómo medir las cosas, entonces la vista de Einstein se guarda. Esto se llama superdeterminismo. Lo que se mide en los experimentos, la configuración del experimento, los resultados del experimento e incluso la idea de crear un experimento en primer lugar ya estaba programado para suceder en el Big Bang hace 13 mil millones de años. En este universo, el pasado, el presente y el futuro completo ya están determinados. Esta visión es por muchas razones impopular en la ciencia (¿cuál es el punto de hacer ciencia si no puedes elegir libremente qué estudiar?). Pero, hay personas como el ganador del Premio Nobel Gerard ‘t Hooft que piensan que este es el camino a seguir: ¿Hay algún nivel más profundo de física subyacente a la mecánica cuántica? Una entrevista con el Nobel Gerard ‘t Hooft

En realidad, el teorema de Bell depende del trabajo de Einstein. Bell hizo su desigualdad dependiendo de la “Teoría de la variable oculta” desarrollada por Einstein.
Entonces, dice que si la teoría es verdadera, los resultados deben obedecer a la desigualdad. Bell hizo esto porque pensó que tanto la teoría cuántica estándar (modelo de Bohr) como la “teoría de la variable oculta” no pueden tener las mismas expectativas para el mismo experimento, Así que desarrolló esta desigualdad de acuerdo con los supuestos de Einstein de la “teoría de las variables ocultas”, por lo que en realidad no quiso refutar a Einstein sino descubrir qué puede usarse para diferenciar entre el modelo de Bohr y el modelo de Einstein y tuvo éxito.
Entonces, los científicos pueden usar esto para ver la diferencia entre los resultados esperados por ambos modelos (experimento de polarización, por ejemplo).
John Clauser, Abner Shimony ha realizado muchos trabajos para probar el teorema de Bell , pero el más efectivo es Alain Aspect y demostró que la teoría cuántica estándar es más correcta que las variables ocultas de acuerdo con los resultados que no coinciden con Bell. se han confundido al usar el Teorema de Bell para probar el trabajo de Einstein, pero se dijo que este experimento era inexacto y que aún se necesitaban experimentos para ver cuál era más realista.
La diferencia entre la teoría cuántica estándar (modelo de Bohr) y la “Teoría de la variable oculta” es la que se llama “localidad”.
Según Einstein: la información no puede viajar a la velocidad de la luz, pero según QM parece que entre dos fotones enredados, la información viaja a una velocidad superior a la luz, por lo que Einstein pensó que hay algo que falta en QM y sugirió La “teoría de la variable oculta”, que incluye que los fotones contienen todas las propiedades que se medirán frente a QM, que dice que la partícula no tiene propiedades hasta que se mide.
Prefiero darte este libro, creo que tiene la respuesta que deseas.

física cuántica ilusión o realidad. Física cuántica

Este será un buen comienzo para usted, le dará un vistazo a los problemas de la ciencia moderna, especialmente los campos cuánticos. Encontrará una buena discusión sobre el teorema de Bell y la teoría de las variables ocultas.

¿Cómo sería diferente el mundo si el Teorema de Bell estuviera equivocado y la localidad fuera cierta?

En primer lugar, un punto de aclaración: el teorema de Bell es un resultado matemático. Es válido en todos los mundos. La esencia de esto es: una teoría realista local tiene un límite en la cantidad de correlación entre eventos distantes. Eso, en sí mismo, no dice nada sobre nuestro mundo. Pero, cuando se combina con el hecho empírico de que nuestro mundo exhibe, de hecho, correlaciones que exceden el límite de cualquier teoría realista local, debemos concluir, como resultado del Teorema de Bell, que el realismo local es incompatible con nuestro mundo. Esto implica que la localidad o el realismo, o ambos, no es el caso de nuestro universo físico.

Quizás la intención de la pregunta es preguntar cómo sería el mundo si las violaciones de Bell no fueran un hecho empírico de nuestro mundo después de todo, es decir, si los experimentos de prueba de Bell hubieran salido al revés y no hubieran violado el límites de correlación del teorema de Bell (las desigualdades de Bell).

Primero, esto habría sido una violación experimental de la mecánica cuántica , y habría sacudido la física moderna en sus cimientos. Clauser, Freedman y Bell bien pueden haber ganado el premio Nobel.

En segundo lugar, los físicos inmediatamente habrían comenzado a luchar desesperadamente por descubrir cómo modificar la mecánica cuántica de manera apropiada para acomodar el desacuerdo con sus predicciones. Suponiendo que se pudiera encontrar una nueva teoría, probablemente habría habido otro premio Nobel por ese trabajo. Sin embargo, no estoy seguro de hasta qué punto tal teoría sería posible, dado el enorme alcance de los experimentos y las tecnologías que se ajustan a las predicciones teóricas cuánticas. Suponiendo que hubiera sido posible formular una teoría de este tipo, el mundo probablemente habría seguido tanto como lo había hecho de otra manera.

Si hubiera variables reales continuas deterministas ocultas subyacentes a la física cuántica, el contenido de información de la variable podría ser infinito.

Dada la termodinámica, manipular información infinita requiere energía infinita según el demonio de Maxwell.

La mecánica cuántica puede considerarse como difusión de información. La termodinámica como estadística en física cuántica.

Basta decir que la mecánica cuántica y la termodinámica serían fundamentalmente cambiadas e irreconocibles.

Una variable oculta discreta determinista violaría el principio de incertidumbre de Heisenberg si los estados individuales fueran determinables, nuevamente cambiaría fundamentalmente la física cuántica y la termodinámica.

Esa es una buena pregunta, y una cosa obvia que sucedería es que cosas como la conservación del momento y la energía serían “estadísticas” en lugar de “absolutas”. El teorema de Bell asegura que, a pesar de la confusión cuántica, cantidades como la energía y el momento están absolutamente conservadas.

Si no tuviera el teorema de Bell, la aleatoriedad cuántica permitiría desviaciones de las leyes de conservación, y sospecho que el universo sería bastante diferente.

La buena noticia es que el teorema de Bell es verdadero y la localidad es cierta. La interpretación de muchos mundos de la mecánica cuántica es compatible con ambos requisitos. Interpretación de muchos mundos