Siguiendo con nuestro
análisis del libro de David Bohm, en esta tercera entrega hablaremos
de las teorias de variables ocultas en mecánica cuántica.
El fin del determinismo en
Física
La formulación estándard
de la mecánica cuántica -la teoria física que explica el
comportamiento de la materia i la radiación a escala subatómica-
trata exclusivamente con probabilidades, de forma que no le es
posible decidir la trayectoria precisa de una cierta partícula en
movimiento; de hecho el termino “trayectoria precisa” ni siquiera
tiene sentido. Sólo puede calcular la probabilidad de que la
partícula esté en una posición en un instante de tiempo. Es por
tanto una teoria indeterminista.
Este aspecto de la teoria
llevó a que diversos físicos de renombre intentaran encontrar otra
formulación que no conllevara un abandono del determinismo; la
conocida opinión de Einstein al respecto, “Dios no juega a los
dados con el Universo”, resume esta postura.
Teorias de variables
ocultas
Una forma de eludir el
indeterminismo es postular que existen en la naturaleza parámetros
adicionales desconocidos y no detectables que son deterministas; es
nuestro desconocimiento de estos parámetros -variables ocultas- lo
que nos hace suponer que el comportamiento es no determinista. Así,
una partícula tendria una trayectoria perfectamente definida, pero
el acceso a todos los parámetros internos que la definen no nos es
posible, y tenemos que conformarnos con estimaciones estadísticas.
Llamamos a estas teorias de variables ocultas.
Entrelazamiento cuántico
En 1964 John S. Bell
presentó un resultado teórico que establecia ciertos límites al
entrelazamiento entre partículas; en mecánica cuántica se dice que
dos o más partículas estan entrelazadas cuando las propiedades
individuales de cada partícula dependen de las demás, incluso si
estan separadas por grandes distáncias. Esta es una consecuéncia de
la teoria cuántica que se conoce con el nombre de paradoja EPR. Bell
demostró que las teorias de variables ocultas eran incompatibles con
el entrelazamiento. Posteriormente en los años 80 del siglo XX AlainAspect realizó una sèrie de experimentos que demostraban que el
entrelazamiento cuántico viola el teorema de Bell, de
forma que las variables ocultas no pueden explicar las predicciones
de la mecánica cuántica.
Así, sean por ejemplo un
par de fotones emitidos simultaneamente desde el Sol que estan
entrelazados, y uno de ellos es desviado por una lente situada en el
espacio en un ángulo de 90 grados, de forma que se van alejando uno;
si un año despues de la separación modificamos el estado de uno de
los fotones, entonces a pesar de la separación enorme que
tendriamos entre ellos el otro fotón quedaria también alterado
debido al entrelazamiento, y esta alteración seria ¡instantánea!,
violando por tanto la restricción que impone la teoria de la
relatividad: ninguna señal puede viajar más rápido que la
velocidad de la luz c=3·10⁸ m/s.
Estos resultados nos dejan
en una situación extraña: ¿cómo “sabe” el segundo fotón que
el primero ha sido alterado? Ninguna señal viajando de un fotón al
otro puede viajar tan rápido. Así pues, no pueden enviarse "mensajes".
Variables ocultas no
locales
Los resultados de Bell y
Aspect no eliminaron definitivamente la teorias de variables ocultas,
de hecho sólo lo hicieron con las denominadas variables ocultas
locales, es decir aquellas que niegan la posibilidad de la acción a
distáncia instantánea. Bohm, entre otros, formuló una teoria de variables ocultas no locales que es compatible con el entrelazamiento
cuántico y al mismo tiempo no renuncia a la causalidad (relación
causa → efecto determinista). No es nuestro proposito entrar en
detalle en esta teoria, en cambio sí nos interesa detallar las
profundas implicaciones que tiene con respecto a nuestro conocimiento
de la realidad física. En efecto, enunciar la existéncia de
variables no locales siginifica que cualquier partícula tiene
propiedades que afectan (o estan entrelazadas) a la totalidad, lo
cual tiene una relación directa con la no-separabilidad que es, como
dijimos en anteriores artículos, la línia argumental de toda la
obra.
En los siguientes artículos veremos cómo Bohm usando este
concepto de no-separabilidad relaciona el misterioso entrelazamiento
cuántico con la teoria de la relatividad general, con la mente y con la
consciéncia.
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