2o ciclo Una pregunta y un juego mental

[JojoSr]

Buenos dias a todos, soy nuevo en el foro y me inscribi buscando una ayuda.
El problema es el entrelazamiento cuantico.
Estuve estudiando la matematica de este suceso y veo que dos particulas estan entralazadas si las probabilidades de que un estado (en ambas particulas) esté en una situación u otra es interdependiente, osea si las probabilidades del valor de los estados, en las particulas relacionadas, es distinto que la probabilidad de los valores en forma aislada(la interpretación que hago es mas larga pero no me quiero extender en esto porque no es util a la duda que tengo).
Al entender esto se me ocurre un juego mental que les propongo:
Tengo una caja negra de la que solo sé que tiene un envudo en su parte superior , en la parte inferior el espacio para poner dos frascos y todo lo que cae por el embudo termina en alguno de los frascos(nada se cae ni desaparece), tengo dos frascos vacios y uno con tinta los tres con el mismo volumen.
Ubico los dos frascos vacios en la caja (sin poder ver lo que pasa dentro) y tiro la tinta por el embudo y espero a que caiga.
Sin mirar en ningun momento el contenido de los frascos que estaban vacios(ahora pueden o no tener tinta) y sin ningun contacto con su contenido, tomo cada uno de los frascos, uno lo llevo a la luna y el otro lo dejo en la tierra siendo el contenido de los frascos totalmente indeterminado. Pudiendo calcular yo las probailidades de la tinta en cada frasco me encuentro que las probabilidades de la cantidad de tinta en cada frasco es interdependiente (La maquina genera la dependencia).
Un dia abro el frasco de la tierra con lo que su "función de onda" colapsa y veo el contenido del frasco , instantaneamente la "función de onda" del frasco en la luna colapsa y sé (desde la tierra) la cantidad de tinta que hay allí.
Si el entrlazamiento cuantico puede ser representado con este ejemplo(despues de ver los experimentos de entrelazamiento cuantico no veo porque no) no hay ningun translado de informacion supraluminico como aseguran los seguidores de la interpretacion de Copenhague sino que la informacion siempre estuvo en ambas particulas, siendo el colapso de la función de onda solo el razonamiento del que realiza la medicioón y asocia los eventos.
Mi duda, agradecería si alguien puede aydarme con esto, es si hay algun error en mi comprención y mas aún, si una interpretacion como la de la onda piloto que es realista y determinista anula justamente esta creencia de translado de la informacion de forma no local.

Desde ya muchas gracias.

- - - Actualizado - - -

Estoy leyendo un paper sobre la interpretación de la onda piloto y encontré algo que tal vez me acerca a la respuesta.
En este paper hablan del experimento EPR donde la posicion de la particula y el momento estan entrelazados, el problema surje en que si medis con una presición arbitraria el momento en una particula y la posición en la otra estarías violando el principio de incertidumbre de Heisenberg, ahora me pregunto y les pregunto a uds que saben, ?no hubo experimentos en los que superaron el limiete de presición del principio de incertidumbre?, recuerdo haber leido sobre eso (http://www.scientificamerican.com/article/heisenbergs-uncertainty-principle-is-not-dead/), ?Como es visto el principio de incertidumbre por la comunidad de la fisica en estos momentos?

[abuelillo]

Re: Una pregunta y un juego mental

Tu ejemplo es un caso de variables ocultas locales y esta descartado por el teorema/desigualdades de Bell (que mas o menos se ha comprobado en laboratorio), del que se deduce que no es posible que las variables estuviesen predeterminadas desde el principio (siempre y cuando exista solo un universo).

Pero el teorema de bell no descarta las variables ocultas NO locales, que es en lo que se basaria la interpretacion de onda piloto.

La tercera opcion es la interpretacion de Everett, de muchos mundos, en este caso los resultados sí estan predeterminados y sigue habiendo localidad, pero lo que es indeterminado es el "mundo" en el que acabarán lo observadores que toman las medidas.

Sobre el principio de incertidumbre de heinsenberg, no es cierto que se haya superado ese umbral, el problema es que algunos le llaman principio de incertidumbre de heinsenberg a algo que no lo es (o mas bien se le llama de la misma forma a dos cosas diferentes).
En cuanto a lo de medir con total precision, hay cierta confusion con ese tema, porque el principio de incertidumbre es una cuestion estadistica, nada impide medir con total precision dos variables, si yo mido la posicion y mido el momento, saco dos numeros, esos dos numeros pueden ser exactisimos incluso con error cero teoricamente: puedo decir con total precision que esa particula tenia exactamente tal momento y tal posicion en el instante de la medida.
El principio de incertidumbre no impide esta medida exacta, lo que impide es predecir con total precision los valores de la medicion ANTES de realizar la medida.

[JojoSr]

Re: Una pregunta y un juego mental

Muchas gracias!! , ya me pongo a estudiar el teorema de Bell.
Con respecto al principio de incertidumbre, por lo que me decís pienso en tres caminos en la interpretación de la mecanica cúantica, en el primero, esta teoria representa exactamente al universo como es en esa escala, pero la descarto porque según lo que me contas el principio de incertidumbre no representa una realidad, intantaneamente pienso en la mec. cúantica como una descripción de la medición, la cual tambien tengo que descartar porque como me decis el princ. de incertidumbre solo representa las posibilidades de predecir la medición y no la medición en si.Entonces deberiamos verla como una teoría incomplenta, habil para predecir ciertas cosas pero que no representa nada en concreto, algo así como el diagrama de Lewis del atomo es al atomo.
Ahora mi pregunta es, de ser así, de ser solo una herramienta ¿podemos extraer soluciones validas? En mi mente creo que algunas si (como los compuestos desarrollados con el diagrama de Lewis) pero otras no(como la posición relariva de los atomos de hidrogeno con respecto al oxigeno en la molecula de agua) , porque podrian ser solo errores de las herramientas que no representa nada real (pienso en teletransportación, computación cuantica, comunicación supraluminica y todo lo que venden los documentales) pero me gustaria conocer tu opinion al respecto.
Para terminar quiero pedir disculpas porque tal vez tomo muy livianamente ciertos problemas complejos, pero soy un amateur en esto, que dejé de creerle hace años a los libros y documentales de divulgacion cientifica(que evitan la matematica) ya que al aprender sobre estos temas en profundidad me voy encontrado que muchos son exageraciones para atraer al publico y nada mas, mi unico objetivo es saber.
Slds y nuevamente gracias por la respuesta.

[carroza]

Re: Una pregunta y un juego mental

Hola

La idea de que la mecánica cuántica no representa el mundo real es, a mi juicio y al de muchos otros, obsoleta. Mira, por ejemplo, la opinión de Anton Zeilinger, que es uno de los referentes actuales del estudio de los fundamentos de la mecánica cuántica.

http://www.edge.org/response-detail/25548

En el caso que tu planteas: Si quieres responder a la pregunta de cual es la posición relativa del hidrógeno con respecto del oxígeno en la molécula de agua, la respuesta te la da, con gran precisión, la mecánica cuántica, y sólo puede dartela la mecánica cuántica. Pero además, la mecánica cuántica te da algo que quizás no esparabas a priori: la posición del hidrógeno con respecto al oxígeno no es fija, como esperarías en mecánica clásica, sino que tiene una distribución de probabilidad. Y los parámetros que describen esta distribución de probabilidad te la da la mecánica cuántica, y sólo la mecánica cuántica.

La visión de la mecánica cuántica como una descripción incompleta de la realidad, que defendió Einstein en su trabajo sobre la "paradoja" de Einstein-Podolsky-Rosen, no es la que se tiene actualmente. Para la gran mayoría, la realidad es cuántica, y la mecánica clásica, con sus conceptos de posición y velocidad determinados, es sólo una aproximación a la cuántica.

Saludos

[JojoSr]

Re: Una pregunta y un juego mental

Hola Carroza:
Leí atentamente el articulo, y veo dos cosas que quisiera remarcar.
El articulo habla sobre el experimento de la doble rejilla y cada vez que pienso en esto se me viene a la mente la simulación de onda piloto, que muestra que si la onda (funcion de onda) es algo real, esta pasaria por ambas rejillas y daria como resultado el patron de interferencia que se ve al realizarlo, aun siendo una sola onda-particula la es disparada hacia las rejillas, con lo que pienso instanteamente en la interpretacion de la onda piloto como valida y en la idea de una fisica determinista por detras de la mecanica cúantica (por ahora acepto la no localidad porque todavia no entiendo del todo el teorema de Bell).Pero mi duda no es, si lo que representa actualmente es real sino, si podemos aceptar que todo lo que represente siempre va a ser real, como la mecanica Newtoneana representa la realidad mientras te mantengas dentro de cierto limites, en concecuencia si algunas de las predicciones mas impactantes actuales (y todavia no logradas en el laboratorio) no son mas que errores por ir mas alla de esos limites o por usar una interpretación errada.
El segundo punto es el pedido de aceptación, si bien los resultados correctos de la mecanica cúantica son innegables, las interpretaciones, como la indeterminacion de los estados hasta que la medición proboca el colapso de la función de onda por ejemplo, requiere de creencias y aceptaciones, no es mi intención ofender, pero esta en el campo de la metafisica y no de la fisica y creo que si bien es totalmente valido aceptarlo personalmente, creo que divulgar las creencias de uno como verdades es incorrecto por varios motivos, realmente el motivo que menos me interesa es la libertad de los individuos (aunque me parece importante),pero el que creo que mas afecta es el hecho que como vos decis el "al juicio de muchos" puede atentar contra el estudio de otras ramas del pensamiento que son tan validas como la mayoritaria ya que su germen esta en el campo de la metafisica.(Estoy tratando de usar el metodo esceptico de Kant).

Saludos

- - - Actualizado - - -

Estoy estudiando el teorema de Bell y si bien concidero valida la representacion del realismo local y la violacion de las desigualdades, me encuentro que no solo no existe ninguna prueba en laboratorio valida sino que hay una larga listas de loopholes en los que se cuestiona, primero el hecho de que no se puede hacer medio como propone el modelo original, sino con fotones de spin 1 y luego entre otras cosas , el error en las mediciones, problemas de muestreo y otros incluyendo el hecho de que la mayoria de los experimentos asumen que la variable oculta es invariante a la rotacion(descartando todo tipo de teorias con variables ocultas variable a la rotacion).
En algun lado leí que es el teorema de mas profundidad de la fisica por lo que representa para la mecanica cuántica, pero es algo que de ser aceptado es mas parecido a una creencia que a ciencia, ¿Como puede basarse todo en algo tan endeble?

[carroza]

Re: Una pregunta y un juego mental

Estoy estudiando el teorema de Bell y si bien concidero valida la representacion del realismo local y la violacion de las desigualdades, me encuentro que no solo no existe ninguna prueba en laboratorio valida sino que hay una larga listas de loopholes en los que se cuestiona, primero el hecho de que no se puede hacer medio como propone el modelo original, sino con fotones de spin 1 y luego entre otras cosas , el error en las mediciones, problemas de muestreo y otros incluyendo el hecho de que la mayoria de los experimentos asumen que la variable oculta es invariante a la rotacion(descartando todo tipo de teorias con variables ocultas variable a la rotacion).
En algun lado leí que es el teorema de mas profundidad de la fisica por lo que representa para la mecanica cuántica, pero es algo que de ser aceptado es mas parecido a una creencia que a ciencia, ¿Como puede basarse todo en algo tan endeble?

Hola. El teorema de Bell no es algo que pueda o no ser aceptado. No es ni siquiera un hecho científico, que pueda ser refutado por diferentes medidas. El teorema de Bell es probabilidad condicionada. Es matemáticas. Te dice que las correlaciones cruzadas entre tres cosas cuyas incertidumbres se deban a variables desconocidas que no interaccionan a velocidad infinita, tienen unas ciertas limitaciones. Estas limitaciones se expresan por las desigualdades de Bell.

La mecánica cuántica, en ciertos casos, viola la desigualdad de Bell. Por tanto, la mecánica cuántica no es compatible con una descripción de la naturaleza en términos de variables ocultas locales. Ahora, Aspect y otros muchos hicieron el experimento, para ver si la naturaleza está de acuerdo con la mecánica cuántica, o bien cumple la desigualdad de Bell. Y encuentran que siempre se está de acuerdo con la mecánica cuántica, y nunca con las limitaciones del teorema de Bell.

Las críticas que se han hecho al experimento de Aspect han resultado útiles para ir perfeccionando y completando los experimentos. El resultado, hoy en día es que la mecánica cuántica sigue siendo válida. Por contra, modelos alternativos de variables ocultas locales, han sido siempre descartados.

Aquí no hay fe. No hay creencia. La mecánica cuántica seguirá considerándose válida mientras siga explicando todos los experimentos. Y cuando deje de hacerlo, buscaremos otra teoría mejor.

saludos

[abuelillo]

Re: Una pregunta y un juego mental

si bien los resultados correctos de la mecanica cúantica son innegables, las interpretaciones, como la indeterminacion de los estados hasta que la medición proboca el colapso de la función de onda por ejemplo, requiere de creencias y aceptaciones, no es mi intención ofender, pero esta en el campo de la metafisica y no de la fisica y creo que si bien es totalmente valido aceptarlo personalmente, creo que divulgar las creencias de uno como verdades es incorrecto por varios motivos, realmente el motivo que menos me interesa es la libertad de los individuos (aunque me parece importante),pero el que creo que mas afecta es el hecho que como vos decis el "al juicio de muchos" puede atentar contra el estudio de otras ramas del pensamiento que son tan validas como la mayoritaria ya que su germen esta en el campo de la metafisica.(Estoy tratando de usar el metodo esceptico de Kant).

Es que es imposible hablar o intercambiar palabras y conceptos sobre la realidad sin echar mano de algun tipo de postura filosofica con respecto a lo que es la realidad o a lo que se puede conocer de la realidad. No se puede hablar de ciencia a "pelo", siempre habra que hacerlo en base a alguna postura filosofica.

Con esto lo que quiero decir es que cuando analizas este tema a ti te parece que estan metiendo "filosofia" en el medio de un discurso cientifico y que eso es incorrecto, pero la cuestion es que no se puede evitar, si no notas esa "incorreción" en otros discursos cientificos, no es porque no haya filosofia en esos discursos, sino porque usan posturas filosoficas que estan mas de acuerdo con tu propio modo de ver o entender lo que debe ser la realidad, y por lo tanto no "notas" esa filosofia, (en resumen todo el mundo incluido tu estais de acuerdo en utilizar la misma postura filosofica).

Estoy estudiando el teorema de Bell y si bien concidero valida la representacion del realismo local y la violacion de las desigualdades, me encuentro que no solo no existe ninguna prueba en laboratorio valida sino que hay una larga listas de loopholes en los que se cuestiona, primero el hecho de que no se puede hacer medio como propone el modelo original, sino con fotones de spin 1 y luego entre otras cosas , el error en las mediciones, problemas de muestreo y otros incluyendo el hecho de que la mayoria de los experimentos asumen que la variable oculta es invariante a la rotacion(descartando todo tipo de teorias con variables ocultas variable a la rotacion).

Es cierto que no se ha podido realizar un unico experimento sin loopholes, pero se han hecho multiples experimentos distintos, de modo que se han eliminado esos loopholes pero por separado. Si, no es lo mismo, pero es razonable confiar en los resultados, ya que tendria que ocurrir una casualidad muy grande para que los resultados fuesen coherentes a lo largo de diferentes experimentos.