La función de onda se hace real en un experimento cuántico

Constituye la base de toda la teoría de la mecánica cuántica, pero ¿existe? Durante casi un siglo los físicos han discutido sobre si la función de onda es una parte real del mundo o sólo una herramienta matemática. Ahora, el primer experimento sugiere que deberíamos tomarla en serio.

La función de onda ayuda a predecir los resultados de los experimentos cuánticos con una precisión increíble.

Pero describe un mundo en el que las partículas tienen propiedades difusas, por ejemplo, que existe en dos lugares al mismo tiempo.

Erwin Schrödinger argumentó en 1935 que el tratamiento de la función de onda como una cosa real lleva a la situación desconcertante que un gato en una caja puede estar a la vez vivo y muerto, hasta que alguien abre la caja y lo observa.

Los que quieren una descripción objetiva del mundo, una que no depende de cómo usted observa el mundo, tienen dos opciones.

Ellos pueden aceptar que la función de onda es real y que el gato está vivo y muerto.

O pueden argumentar que la función de onda es sólo una herramienta matemática que representa nuestra falta de conocimiento sobre el estado del pobre gato, a veces llamada la “interpretación epistémica”.

Esta fue la interpretación favorecida por Albert Einstein, quien supuestamente preguntó: “¿De verdad cree que la luna sólo existe cuando se la mira?”

El problema es que se han realizado muy pocos experimentos que puedan descartar o no versiones de la mecánica cuántica.

Ahora, Eric Cavalcanti de la Universidad de Sydney en Australia y sus colegas han hecho una medición de la realidad de la función de onda cuántica.

Sus resultados descartan una gran clase de interpretaciones de la mecánica cuántica y sugieren que si hay alguna descripción objetiva del mundo, la famosa función de onda es parte de ella: el gato de Schrödinger en realidad está a la vez vivo y muerto.

“En mi opinión, este es el primer experimento para poner límites significativos sobre la viabilidad de una interpretación epistémica del estado cuántico”, dice Matthew Leifer del Instituto Perimeter en Waterloo, Canadá.

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Si la función de onda es real, entonces un solo experimento no debería ser capaz de determinar su polarización, puede tener ambas polarizaciones hasta que se tomen más mediciones.

Alternativamente, si la función de onda no es real, entonces no hay falta de claridad y el fotón está en un solo estado de polarización desde el principio.

Los investigadores publicaron una demostración matemática el año pasado que muestra, en este caso, que cada medida que se hace, revela alguna información acerca de la polarización.

En una configuración complicada que involucró pares de fotones y cientos de mediciones muy precisas, el equipo demostró que la función de onda debe ser real: no hay suficiente información que pueda ser obtenida sobre la polarización de los fotones para implicar que estaban en estados particulares antes de la medición.

Hay algunas maneras de salvar la vista epistémica, dice el equipo, pero invitan a otras interpretaciones exóticas.

Matar a la función de onda podría significar que se deja abierta la puerta a muchos mundos interactuando y a la retrocausalidad, la idea de que las cosas que suceden en el futuro pueden influir en el pasado.

Los resultados dejan un margen de maniobra, sin embargo, porque no descartan por completo la posibilidad de una realidad no-difusa subyacente.

Todavía puede haber una manera de distinguir estados cuánticos entre sí que este experimento no capturó.

Pero Howard Wiseman de la Universidad de Griffith en Brisbane, Australia, dice que esto no debería debilitar los resultados.

“Es como decir que definitivamente hay algo de realidad en la función de onda”, dice.

Fuente: New Scientist