¿Cómo debería resolver la verificación de la ecuación de onda de Schrodinger en la situación que describí para el mundo cuántico en relación con lo que hice con los dados como se puede ver a continuación?

No se puede observar la naturaleza probabilística de la mecánica cuántica al estudiar una sola partícula una vez. Piensa en una moneda. Cuando lanzas la moneda, hay una probabilidad p de obtener caras y 1-p de obtener colas. Pero después de un cambio, está en cualquiera de estos estados con probabilidad 1. Esto es exactamente lo que sucede cuando haces una observación en una sola partícula: colapsas la función de onda en un estado definido.

Para determinar la probabilidad p , o al menos obtener una estimación, puede hacer una de dos cosas:

  1. Lanza la moneda repetidamente una gran cantidad de veces . En el caso cuántico, esto es difícil de lograr, ya que ya colapsó la función de onda después de la observación. Deberá devolver la partícula al estado inicial sin colapsar y volver a realizar la misma medición.
  2. Lanza una gran cantidad de monedas una vez. Esto es equivalente a hacer la misma observación en múltiples partículas preparadas exactamente en el mismo estado cuántico. Esto es más fácil de lograr.

La naturaleza probabilística de la mecánica cuántica surge de la siguiente manera: dadas N partículas preparadas de forma idéntica en el mismo estado cuántico, puede obtener muchos resultados diferentes a partir de una sola medición aplicada de manera idéntica en todas las partículas N. La probabilidad de estos resultados se predice por la mecánica cuántica, pero no el resultado final que obtendrá con la observación. Esto es análogo a que se inviertan N monedas idénticas. La única diferencia es que, en el caso de la moneda, las probabilidades surgen de la información incompleta sobre el movimiento de lanzamiento de la moneda que es difícil (¡pero no teóricamente imposible!) De explicar. Sin embargo, en la mecánica cuántica, las probabilidades no representan información incompleta . Resulta que la naturaleza tiene probabilidad incorporada.

La probabilidad en la mecánica cuántica ofrece muchos puntos confusos para el principiante. Comenzaré mi respuesta con una breve descripción de la probabilidad en la mecánica cuántica. En los más simples (términos matemáticos), uno reemplaza el vector de probabilidad (p. Ej. P_i = Probabilidad del evento i-ésimo) con una matriz (la matriz de densidad / operador) cuyas entradas diagonales son las mismas probabilidades del vector de probabilidad original. Si no hay entradas fuera de la diagonal, las nociones clásica y cuántica son las mismas.

Las cosas sobre el “colapso de la función de onda” y el enredo entran cuando se discuten estas coherencias fuera de la diagonal. La decoherencia de una partícula en la base de la posición es lo que hace que la distribución de probabilidad pierda su naturaleza cuántica (es decir, las coherencias) y se vuelva diagonal nuevamente. Pero no se deje engañar por el colapso de la función de onda.

No hay nada mágico en el colapso de la partícula en un lugar específico después de la observación. Considere lo mismo en el caso clásico de los dados: suponga que ruedo los dados y los coloco debajo de una taza. Antes de mirar, todos los resultados tienen probabilidad 1/6, pero después de mirar y obtener más información, tengo que actualizar la distribución de probabilidad ( http://en.wikipedia.org/wiki/Bay …).

En resumen, los efectos cuánticos aparecen cuando se pierden las coherencias en la matriz de densidad (decoherencia), lo que hace que la probabilidad vuelva a ser “clásica”.