En la teoría cuántica de campos formulada por Julian Schwinger, estas “excitaciones” se llaman cuantos y estos cuantos evolucionan de acuerdo con las ecuaciones de campo. Sin embargo, esta evolución es determinista y reversible; La transferencia de energía tiene lugar solo cuando un cuántico colapsa. Así es como lo describo en el Capítulo 10 de mi libro. (Puedes leer el capítulo completo aquí).
Si los campos evolucionaron solo como se describe en las ecuaciones de campo, no sucedería nada significativo porque las ecuaciones no describen la transferencia de energía o momento. Por ejemplo, no describen cómo un fotón transfiere su energía a un fotorreceptor en su ojo. Yo llamo a este proceso colapso cuántico porque después de que un cuántico transfiere su energía no puede continuar existiendo; debe desaparecer de todo el espacio. Al igual que el gato de Schrödinger, no puede estar en un estado medio muerto y medio vivo. Aunque no tenemos una teoría para describir el colapso cuántico, sabemos que sucede; de hecho, es una parte esencial de QFT. [1] Como escribió Art Hobson, refiriéndose al experimento de dos rendijas:
Todo el campo extendido … debe depositar su cantidad cuántica de energía de una vez, en un solo instante, porque el campo no puede transportar una fracción de una cantidad cuántica; siempre debe contener exactamente uno o exactamente cero cuantos de energía. Cuando el campo deposita su cantidad de energía en la pantalla de visualización, todo el campo extendido debe perder instantáneamente esta cantidad de energía.
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El colapso cuántico es similar al colapso de la función de onda en QM, pero los conceptos son muy diferentes. En QM, la función de onda describe la probabilidad de que una partícula se encuentre en un lugar determinado o de que el sistema se encuentre en un estado determinado, y cuando se realiza una medición, las probabilidades “colapsan” en una certeza. En QFT, el colapso es un proceso físico que realmente sucede. Puede que no sea lo que esperábamos, pero tampoco esperábamos que la Tierra fuera redonda o que la materia estuviera hecha de átomos. Así como aprendimos a vivir con esos conceptos, también podemos aprender a vivir con un colapso cuántico.
El colapso cuántico no solo es una parte necesaria de QFT, sino que brinda soluciones a dos de los problemas más molestos en la física actual: el problema de medición y el enredo, como se describe en el Capítulo 9.
Desafortunadamente, la formulación de QFT de Schwinger ha sido olvidada por la comunidad física.
