¿Mecánica cuántica o física clásica?

John Stewart Bell

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El debate sobre si la física de partículas debe apoyarse en la mecánica cuántica (con consecuencias extrañas, como la superposición de estados y el colapso cuántico) o en alguna teoría aún desconocida del tipo de la física clásica que elimine la necesidad de esos fenómenos, viene durando desde que Bohr y Einstein comenzaron a debatir sobre esto hace casi un siglo.

La cuestión parecía haberse decidido cuando John Steward Bell formuló en 1964 la famosa desigualdad de Bell, a la que dediqué otro artículo. Pero hay quien continúa planteando la cuestión, de modo que se siguen buscando otros medios para distinguir entre ambos tipos de teorías. Uno de esos medios es la desigualdad de Leggett-Garg (LGI por las siglas en inglés), a la que voy a dedicar este artículo, que se basa en una publicación de Physics World del 12 de agosto de 2024.

La desigualdad de Bell y la causalidad

Niels Bohr

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Hace unos noventa años tomó forma la Mecánica Cuántica. Durante los años veinte, Niels Bohr y Werner Heisenberg formularon la interpretación de Copenhague de esa teoría, que añadía a su formulación matemática algunas consideraciones adicionales como las siguientes:

• Los sistemas físicos con propiedades que pueden tomar valores concretos y opuestos (como dirección de polarización o spin) pueden encontrarse en determinadas circunstancias en un estado en el que esas propiedades no toman un valor definido, sino que mantienen abiertas todas las posibilidades simultáneamente. Por ejemplo, la dirección de polarización de un fotón puede ser simultáneamente norte-sur y este-oeste. El spin de una partícula puede ser simultáneamente hacia arriba y hacia abajo.
• El acto de medir una de esas propiedades provoca el colapso de la función de onda, lo que quiere decir que el resultado de la medida sólo puede ser uno de los valores posibles. La función de onda nos da la probabilidad de obtener un valor u otro.
• Es posible construir un sistema físico formado por dos o más partículas entrelazadas con respecto a alguna propiedad, lo que quiere decir que si una de las partículas colapsa con un valor determinado, la otra partícula no tiene más remedio que colapsar con el otro.