En física clásica, ¿puedes mirar un sistema sin perturbarlo?

En realidad no, pero en la práctica sí.

Esta es la analogía que hizo mi profesor de secundaria hace mucho tiempo :

Estás en una habitación oscura con muchas pelotas de tenis en una bolsa. quieres detectar dónde está un poste. Luego lanzas las bolas y cuando golpeas el poste puedes decir dónde está el sonido. El poste no se moverá significativamente

¡Ahora intenta localizar una lata vacía! Si lo golpeas con una pelota, la lata también será empujada a otro lugar.

Ahora generalmente no usamos pelotas de tenis sino luz, es decir, fotones. Ahora los fotones no perturban significativamente el sistema clásico, de ninguna manera significativa para la física clásica. La perturbación suele ser mucho más pequeña que el error experimental.

Esto se debe a que la energía y el impulso de los fotones son mucho más pequeños que la energía y el impulso del objeto clásico.

Por otro lado, si desea medir partículas, un fotón perturbará significativamente la partícula. Esto se debe a que los fotones tienen energía y momento que tiene un valor relativamente cercano al sistema microscópico.

El único ejemplo que sé que es equivalente a mirar un sistema sin alterarlo es usar un cristal BBO que puede dividir un fotón en dos pares de fotones, pero esto no es clásico.

El sistema todavía está algo perturbado. Claro que también puedes hacer mediciones suaves en mecánica cuántica.

No entiendo tu descripción.

Un BBO (Beta Bario Cristal de Borato) en realidad no divide un fotón. No hay tal cosa como una división de fotones. Un cristal BBO simplemente absorbe un fotón de una frecuencia particular y luego emite pares de fotones entrelazados por polarización en modos espacialmente distintos. Es solo un proceso de excitación / desexcitación.

Y no estoy exactamente seguro de lo que estás tratando de inferir de este experimento. ¿Está diciendo que una medición realizada en uno de los fotones transmite información sobre el segundo fotón aunque no haya “mirado” el segundo fotón?

Si es así, entonces este no es un ejemplo de “mirar un sistema sin perturbarlo”. El sistema en consideración es el sistema combinado del primer y segundo fotón porque estás estudiando el espacio compuesto de Hilbert [matemático] H_1 \ otimes H_2 [/ matemático] y lo has perturbado bastante viciosamente. No hay forma de reducir esto a 2 espacios de Hilbert aislados si sabe que el sistema está en un estado mixto, por lo que simplemente no puede mirar el segundo fotón sin considerar el primero.

Siempre es el caso (incluso en la mecánica clásica) que para realizar una medición de un sistema físico, debe interactuar con él de una forma u otra y eso tiene la posibilidad de perturbarlo. La diferencia entre la Mecánica Cuántica y la Mecánica Clásica es que en la Mecánica Clásica, este error puede reducirse sistemáticamente cada vez más haciendo que la tecnología sea cada vez más delicada y no haya un límite inferior. En Quantum Mechanics, hay una cierta cantidad mínima de interacción que debe tener con el sistema para deducir cualquier información del mismo. Esto es solo una consecuencia de la introducción de la cuantización. Debe tener al menos “el valor de una interacción cuántica” porque no hay nada más pequeño que eso.

Akash ha abordado el tema específico de BBO y Jess la comparación entre las interpretaciones clásica y QM.

Sin embargo, creo que gran parte de la confusión que se produce con estos problemas es que en la mayoría de los casos no se hace una distinción clara entre “mirar” pasivo y activo.

Porque, en la experiencia cotidiana, mirar es una actividad esencialmente pasiva. En su mayor parte, la luz se refleja o se emite desde el sujeto de nuestra observación sin nuestra “luz rebotando”. Claro, girar la cabeza y los ojos hacia el sujeto debe perturbar el universo hasta cierto punto minúsculo, pero esto parece tener una probabilidad muy pequeña de afectar un resultado experimental a nivel clásico o cuántico.

Es la falla en hacer claramente esta distinción lo que nutre los mitos populares que involucran la conciencia como un efector del “colapso de la función de onda”

Hasta donde puedo ver, (corríjame si me equivoco, Jess) las mediciones siempre implican la perturbación activa de un sistema. Insignificante dentro de un contexto macro clásico pero crucial con respecto a QM.

Un punto interesante! Clásicamente, para ver un sistema todavía se requiere luz de rebote (ondas EM), y esas ondas imparten un impulso, al igual que en QM; la diferencia es que el efecto sobre los objetos macroscópicos puede ser arbitrariamente pequeño: simplemente se reduce la amplitud de la onda hasta que la perturbación sea tan pequeña como desee, por lo que siempre puede llamarla ” insignificante “. En QM hay un límite inferior, un fotón , y tratamos con objetos lo suficientemente pequeños como para que una perturbación de ese tamaño ya no sea insignificante.

Si puedo excluir al “observador” del sistema, los astrónomos antiguos han mirado mucho las estrellas sin perturbar el funcionamiento del universo.

Si el “observador” es parte del sistema, la respuesta es trivialmente no.

Siempre se puede tomar la visión teórica de un cuerpo u objeto tomando sus variables físicas y las del espacio circundante y recreando su dinámica. Esto no debería tener impacto en el marco, ya que esto solo es posible después de que se evaluó inicialmente.