Interpretaciones de la mecánica cuántica para niños
Una interpretación de la mecánica cuántica es una forma de entender los resultados y las ideas de la mecánica cuántica. Esta rama de la física estudia el mundo muy pequeño, como los átomos y las partículas. Aunque la mecánica cuántica funciona muy bien para predecir lo que pasará en los experimentos, algunos científicos creen que necesitamos explicaciones adicionales para entenderla mejor.
Existen diferentes maneras de interpretar la mecánica cuántica. Por ejemplo, algunos se preguntan si todo está ya decidido (determinista) o si algunas cosas suceden por casualidad. También debaten si las partículas tienen propiedades reales antes de que las midamos. Estas ideas han influido en otras áreas, como la Filosofía de la física, que busca entender el mundo a un nivel más profundo.
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¿Qué es el problema de la medida en física cuántica?
Uno de los mayores desafíos en la mecánica cuántica es entender qué sucede cuando hacemos una medición. En la física que conocemos en nuestra vida diaria (física clásica), medir algo significa simplemente descubrir una propiedad que ya existía. Por ejemplo, si mides la altura de un árbol, el árbol ya tenía esa altura antes de que la midieras.
Sin embargo, en la mecánica cuántica, el acto de medir puede cambiar el sistema que estamos observando. No es como si las propiedades de una partícula ya estuvieran fijas antes de la medición. La mecánica cuántica nos dice las probabilidades de obtener diferentes resultados, pero no nos dice cuál resultado exacto obtendremos. Es como si el resultado final fuera un poco impredecible.
Esta idea ha causado mucho debate entre científicos y pensadores. Por ejemplo, Albert Einstein no estaba de acuerdo con esta idea de la imprevisibilidad. Él dijo su famosa frase: "Dios no juega a los dados", queriendo decir que creía que el universo debería ser predecible. A pesar de estos debates, la mecánica cuántica ha sido muy exitosa. Ha explicado casi todo sobre el mundo microscópico y sus predicciones se han confirmado con muchos experimentos. Por eso, es una teoría muy aceptada.
¿Cómo se describe el problema de la medida?
El problema de la medida se puede explicar de forma sencilla así:
- Un sistema físico, como los electrones que giran alrededor de un átomo, se describe con algo llamado función de onda. Esta función es como un mapa matemático que contiene toda la información posible sobre el estado de ese sistema.
- Si nadie observa el sistema, la mecánica cuántica dice que su estado cambia de forma predecible. Es decir, podemos saber exactamente cómo evolucionará con el tiempo.
- Pero la función de onda solo nos dice cuáles son los resultados posibles de una medición y sus probabilidades. No nos dice qué resultado específico obtendremos cuando un observador mide el sistema. De hecho, el resultado de una medición es impredecible entre las opciones posibles.
Esto crea una pregunta importante: si los científicos y observadores son también objetos físicos, ¿por qué el acto de medir parece introducir algo impredecible? Parece que, al medir, el estado del sistema cambia de una manera que no podemos predecir. Esto nos lleva a pensar en tres posibles explicaciones:
- A) Podríamos entender mejor cómo un sistema pasa de ser predecible a ser impredecible. Esto se relaciona con la decoherencia cuántica, que es un proceso por el cual un sistema cuántico pierde sus propiedades especiales al interactuar con su entorno.
- B) Otra idea es que existen cosas que no son físicas, como la "consciencia", que no siguen las leyes de la mecánica cuántica y que resuelven este problema. Sin embargo, esta idea es muy debatida y no está probada.
- C) O podríamos buscar nuevas ideas que expliquen cómo, por un lado, obtenemos un resultado impredecible al medir, y por otro, el universo en su conjunto sigue evolucionando de forma predecible.
Es importante recordar que las discusiones sobre la mecánica cuántica a menudo van más allá de las matemáticas. A veces, se basan en ideas filosóficas sobre cómo funciona el universo.
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Véase también
En inglés: Interpretations of quantum mechanics Facts for Kids
