Investigadores de la Universidad de Viena y la Academia de Ciencias de Austria desarrollan un nuevo marco teórico para describir cómo se transforman las estructuras causales en la mecánica cuántica. Analizan en qué condiciones la mecánica cuántica permite que la estructura causal del mundo se vuelva "borrosa". En este caso, no es posible un orden fijo de eventos. Los resultados se publican en la reconocida revista Revisión física X .

La idea de que los eventos ocurren uno tras otro en un orden causal fijo es parte de nuestra imagen intuitiva del mundo físico. Imagina que Alice puede enviar un mensaje a Bob a través de un cable que los conecta. Alice decide hacer una barbacoa y puede invitar a Bob a través de la conexión por cable. Si lo invitan, Bob decide preparar algunos Ćevapčići para llevar. Este es un ejemplo donde el evento en el que Alice decide invitar a Bob a la barbacoa influye en el evento en el que Bob decide preparar la comida. Tal orden de eventos caracteriza una estructura causal definida. Sin embargo, La investigación sobre los fundamentos de la mecánica cuántica sugiere que, a nivel cuántico, las estructuras causales pueden ser "indefinidas". En una estructura causal indefinida, puede que no haya un orden fijo en el que ocurren los eventos, es decir, es posible que no se defina si Alice influye en Bob o Bob influye en Alice.

Si la causalidad es de hecho indefinida, ¿De dónde proceden las estructuras causales indefinidas? ¿Pueden obtenerse dinámicamente de modo que las estructuras causales definidas se vuelvan indefinidas? Y, si es así, ¿En qué condiciones puede suceder esto? Las respuestas a estas preguntas serían notables, porque arrojarían luz sobre la naturaleza de la causalidad en el mundo cuántico.

En un artículo reciente, publicado en la revista Revisión física X , un grupo de físicos dirigido por Časlav Brukner en la Universidad de Viena y el Instituto de Viena de Óptica Cuántica e Información Cuántica de la Academia de Ciencias de Austria demostró que, si la dinámica de las estructuras causales es continua y reversible, una estructura causal definida nunca puede volverse indefinida. En nuestro ejemplo, una flexión o estiramiento del cable (transformación continua y reversible) que conecta a Alice y Bob no provocaría ningún cambio en la estructura causal porque Alice todavía puede llegar a Bob. Si uno quiere cambiar la estructura causal, uno tendría que desconectar y volver a conectar el cable (no continuo) o reemplazar el cable (no reversible). Los investigadores también estudiaron situaciones más complejas en las que participan más partes. Por ejemplo, decisiones de una tercera persona, Charly, puede, en determinadas circunstancias, determinar si el orden causal de los sucesos futuros es definido o indefinido.

"Nuestros resultados demuestran que bajo supuestos físicamente razonables de continuidad y reversibilidad, un mundo con un orden causal definido nunca se convertirá en un mundo con un orden causal indefinido y viceversa, "dice Esteban Castro, uno de los autores del artículo. Esta idea puede conducir a una comprensión más completa de cuál es el papel de la causalidad en el mundo cuántico.