Interpretaciones de la MQ: Cuántica y relatividad.

En relación a las diversas interpretaciones de la Mecánica Cuántica. es interesante el matiz que plantea el trabajo de Rafael Andrés Alemañ Berenguer en su artículo: “Relatividad especial y teoría cuántica: ¿Son realmente compatibles?”

Nos dice el autor: “Pese a lo que se supone usualmente, la compatibilidad entre la física cuántica y la relatividad especial se halla lejos de estar garantizada. El hecho de que el instante del colapso de la función de onda dependa de cada observador inercial, rompe con la interpretación de la probabilidad cuántica como una propiedad objetiva de los micro-objetos. Las alternativas parecen ser el abandono de la equivalencia entre sistemas inerciales, o un replanteamiento de nuestras ideas sobre una posible estructura subyacente al espacio-tiempo.”

La relatividad se fundamenta sobre dos postulados fundamentales: 1) el principio de relatividad (equivalencia física de todos los sistemas de referencia inerciales), y 2) la velocidad de la luz, c, como límite y constante universal.

Nos comenta Andrés Alemañ que la mayor parte de las discusiones sobre la compatibilidad entre la relatividad y la teoría cuántica se ha centrado en la posibilidad de una comunicación más rápida que la luz (FTL), es decir, sobre el postulado 2), pero muy pocos análisis se han dedicado a la difícil conciliación de la teoría cuántica en cualquiera de sus formas con el principio de relatividad, postulado 1), que en su opinión, precisamente ahí se encontraría la clave de la controversia.

En un principio: “la ecuación de Dirac para el electrón apreció un primer paso en la dirección correcta, como sugería su acertada predicción del espín”: “Sin embargo, los sistemas cuánticos se representan mediante operadores densidad o vectores de estado en un espacio de Hilbert, revelando la existencia de propiedades no locales cuya manifestación se ha formulado hasta ahora mediante distribuciones de probabilidades que se interrumpen abruptamente en un proceso de colapso local y no relativista”. (Y no se trata “de las viejas variables ocultas en su versión no local, pues tales variables presuponen un espacio-tiempo tradicional, sino algo radicalmente distinto”).

Y recalca el autor:

“Quizás las distancias y las duraciones, junto con el espacio y el tiempo como conceptos subyacentes, no sean sino meras aproximaciones o afloramientos macroscópicos de una estructura interna todavía por descubrir. La posible existencia de ciertos elementos “pre-geométricos”, a partir de los cuales construir nuestras nociones de materia, espacio, tiempo, y también la de interacción, bien podrían contener la solución al conflicto entre la relatividad especial y la teoría cuántica.”

Y también:

“La supuesta compatibilidad entre la relatividad especial y la teoría cuántica deja fuera el colapso de la función de ondas, cuya interpretación física parece depender del sistema de referencia escogido. Se diría que hemos de abandonar el principio de relatividad o renunciar a una concepción objetiva  de las probabilidades cuánticas.”

La teoría cuántica en su versión actual respeta el postulado de constancia de la velocidad de la luz, pero no sucede igual con el principio de relatividad. “La fuente principal de las dificultades se halla en la libertad de los diferentes observadores inerciales para definir sus propias superficies espaciales de simultaneidad. Con ello, en cada sistema de referencia inercial obtendremos distintas distribuciones de probabilidad para un mismo proceso cuántico, y el colapso de la función de onda resultará imposible de relativizar.”

El autor sintetiza las conclusiones en:

O bien abandonamos la equivalencia relativista en todos los sistemas inerciales adoptando “un hiperplano de simultaneidad privilegiado con respecto al cual se considere que el colapso es genuinamente real”.

O bien se rechaza la interpretación propensiva de la probabilidad cuántica, considerada como una propiedad intrínseca de los objetos cuánticos.

“O hallamos una estructura matemática que concilie  la covariancia relativista con el comportamiento probabilista de los cuantones.”

Dadas las consideraciones anteriores a Andrés Alemañ le “parece plausible que el espacio y el tiempo no sean los conceptos últimos sobre los que se forje un entendimiento verdaderamente básico de la naturaleza”, “más bien parece que deberían ser reducibles a unas entidades fundamentales todavía por dilucidar”.

Y termina:

“El interrogante de qué puede ser esta estructura interna del espacio-tiempo, solo el porvenir de la investigación científica podría disiparlo”.

(Del capítulo II de la obra de Alejandro Álvarez Silva titulada “Multiverso y realidad”)

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