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18/04/2020

" La mecánica cuántica es realmente imponente. Pero una voz interior me dice que aún no es la buena. La teoría dice mucho, pero no nos aproxima realmente al secreto del 'viejo'. Yo, en cualquier caso, estoy convencido de que Él no tira dados ". Carta de A. Einstein a Max Born.Esta famosa frase viene a decir que algo no está completo en la actual formulación de la teoría cuántica; en este blog hemos escrito diversos artículos sobre la mecánica cuántica (MC) que pueden consultarse por la etiqueta mecánica cuántica, en este brevemente aventuramos una hipótesis racional para explicar el misterio que todavía permanece en la teoría.

¿Cuál es tal misterio? La formulación actual de la MC es probabilística, no proporciona predicciones exactas sino probabilidades; por ejemplo en el conocido experimento de la doble rendija que podemos consultar en el artículo entendiendo la mecánica cuántica: en los experimentos clásicos de doble rendija para interferencia de ondas se hacía pasa luz por dos estrechas rendijas contiguas, las ondas luminosas se dividían para pasar por las rendijas, y al asomar por el otro lado interferían entre sí, de forma que al llegar a una pantalla formaban un patrón característico: la onda se divide en dos e interfiere consigo misma en una pantalla:

imageEn el experimento cuántico se utiliza el mismo esquema pero con un haz de electrones en vez de un haz de luz; los electrones se suponía que eran partículas y por tanto el resultado del experimento había de ser bien distinto pues no podía haber interferencias de ondas, pero lo que se encuentra es que s produce un patrón semejante al de la luz:

imageLa explicación de la MC consiste en asignar una probabilidad de llegar a cada zona de la pantalla a cada electrón, de forma que al ir llegando los electrones a la pantalla se va dibujando el patrón de forma parecida a como la técnica de puntillismo pinta un cuadro. O sea, la MC nos dice que es imposible determinar con certeza dónde chocará un electrón individual contra el detector, sólo podemos dar probabilidades. Pero al mismo tiempo, el comportamiento global del conjunto de electrones está bien determinado, pues el patrón que se dibuja por acumulación de muchos electrones es siempre el mismo .

Así pues, si miramos una partícula individual, "Él tira los dados" con ese electrón, que no se sabe donde irá a parar, pero si miramos el resultado conjunto del experimento, con muchas partículas, entonces "Él no tira los dados" pues ese resultado es siempre el mismo, está perfectamente determinado. Estos son los "dados cuánticos", indeterminados de forma individual, pero determinados a escala global.

imageSi realmente estuviéramos hablando de dados, el caso que presentamos sería algo así como el siguiente ejemplo. Estamos jugando a los dados con otra persona, jugamos a apostar por el "doble seis", sabiendo que la probabilidad de que aparezca es de 1/6² = 1/36, esperamos que aparezca en promedio una vez cada 36 tiradas, la apuesta consiste en superar ese promedio, cada vez que suceda pagamos, y cada vez que no suceda, cobramos. En un gran número de partidas deberíamos ni perder ni ganar, pues eso significa que 1/36 sea el resultado medio esperado. Supongamos que observamos las tiradas consecutivas y nada parece indicar que los dados están cargados, por ejemplo en estas tres partidas de 36 tiradas cada una sólo sal doble seis en la tercera, aunque aparece dos veces:

dado1 5 3 4 6 1 4 1 5 5 2 1 3 2 3 4 6 6 5 3 1 2 3 2 6 5 4 6 3 2 5 4 6 1 1 6 4 dado2 3 1 3 3 1 5 4 1 6 2 5 5 5 1 1 2 3 3 2 2 4 5 3 1 5 5 4 3 2 3 2 3 4 5 5 5

dado1 2 6 3 2 3 5 6 6 1 3 4 6 3 2 3 4 3 4 4 4 4 3 3 2 5 6 3 5 6 4 6 4 3 3 4 6 dado2 2 5 5 4 5 3 1 2 4 5 4 1 3 3 3 5 6 6 3 1 5 2 3 4 1 2 6 1 3 2 5 6 6 2 3 1

dado1 2 6 4 2 6 3 3 5 4 2 5 6 5 4 3 1 2 4 3 6 3 3 5 4 6 2 4 4 1 6 3 4 4 2 3 5 dado2 5 5 1 2 5 1 3 3 2 6 2 4 6 3 4 6 6 2 2 6 4 4 4 5 3 1 2 6 5 6 6 1 2 2 1 5 body, div, table, thead, tbody, tfoot, tr, th, td, p { font-family:"Liberation Sans"; font-size:x-small } a.comment-indicator:hover + comment { background:#ffd; position:absolute; display:block; border:1px solid black; padding:0.5em; } a.comment-indicator { background:red; display:inline-block; border:1px solid black; width:0.5em; height:0.5em; } comment { display:none; }

Esto entra dentro de lo esperado; pero supongamos que lo que nos encontramos es que siempre, en cada partida, aparece una y sólo una vez el doble seis:

dado1 5 3 4 6 1 4 1 5 5 2 1 3 2 3 4 6 6 5 3 1 2 3 2 6 5 4 6 3 2 5 4 6 1 1 6 4 dado2 3 1 3 3 1 5 4 1 6 2 5 5 5 1 1 2 6 3 2 2 4 5 3 1 5 5 4 3 2 3 2 3 4 5 5 5

dado1 2 6 3 2 3 5 6 6 1 3 4 6 3 2 3 4 3 4 4 4 4 3 3 2 5 6 3 5 6 4 6 4 3 3 4 6 dado2 2 5 5 4 5 3 1 2 4 5 4 1 3 3 3 5 6 6 3 1 5 2 3 4 1 2 6 1 6 2 5 6 6 2 3 1

dado1 2 6 4 2 6 3 3 5 4 2 5 6 5 4 3 1 2 4 3 6 3 3 5 4 6 2 4 4 1 6 3 4 4 2 3 5 dado2 5 5 1 2 5 1 3 3 2 6 2 4 6 3 4 6 6 2 2 5 4 4 4 5 3 1 2 6 5 6 6 1 2 2 1 5 body, div, table, thead, tbody, tfoot, tr, th, td, p { font-family:"Liberation Sans"; font-size:x-small } a.comment-indicator:hover + comment { background:#ffd; position:absolute; display:block; border:1px solid black; padding:0.5em; } a.comment-indicator { background:red; display:inline-block; border:1px solid black; width:0.5em; height:0.5em; } comment { display:none; }

A pesar de que mirando cada tirada en particular parecen impredecibles, el conjunto de tiradas de cada partida sigue siempre el mismo patrón: mostrar un y sólo un doble seis. ¿Qué pensaríamos? Seguramente que quien lanza los dados hace algún tipo de trampa. Alguna influencia adicional no observada tiene que estar actuando, aunque desconozcamos su mecanismo. Ese es el significado de la cita de Einstein: ¿quien y cómo está "haciendo trampas" con los experimentos cuánticos?

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