El mundo cuántico y nuestro mundo cotidiano son lugares muy diferentes. En una publicación que apareció como "Sugerencia del editor" en Physical Review A Esta semana, los físicos de UvA Jasper van Wezel y Lotte Mertens y sus colegas investigan cómo el acto de medir una partícula cuántica la transforma en un objeto cotidiano.

La mecánica cuántica es la teoría que describe los objetos más diminutos del mundo que nos rodea, desde los constituyentes de átomos individuales hasta pequeñas partículas de polvo. Este reino microscópico se comporta de manera notablemente diferente a nuestra experiencia cotidiana, a pesar del hecho de que todos los objetos en nuestro mundo a escala humana están hechos de partículas cuánticas. Esto lleva a preguntas físicas intrigantes:¿por qué el mundo cuántico y el mundo macroscópico son tan diferentes, dónde está la línea divisoria entre ellos y qué sucede exactamente allí?

Problema de medición

Un área particular donde la distinción entre cuántico y clásico se vuelve esencial es cuando usamos un objeto cotidiano para medir un sistema cuántico. La división entre el mundo cuántico y el cotidiano equivale entonces a preguntarse qué tan 'grande' debe ser el dispositivo de medición para poder mostrar las propiedades cuánticas usando una pantalla en nuestro mundo cotidiano. Averiguar los detalles de la medición, como cuántas partículas cuánticas se necesitan para crear un dispositivo de medición, se denomina problema de medición cuántica.

A medida que los experimentos que investigan el mundo de la mecánica cuántica se vuelven cada vez más avanzados e involucran objetos cuánticos cada vez más grandes, la línea invisible donde el comportamiento cuántico puro se cruza con los resultados de medición clásicos se está acercando rápidamente. En un artículo, los físicos de UvA Jasper van Wezel y Lotte Mertens y sus colegas hacen un balance de los modelos actuales que intentan resolver el problema de la medición y, en particular, de aquellos que lo hacen proponiendo ligeras modificaciones a la única ecuación que rige todo el comportamiento cuántico:la ecuación de Schrödinger. .

Regla de Born

Los investigadores muestran que, en principio, dichas enmiendas pueden dar lugar a propuestas coherentes para resolver el problema de la medición. Sin embargo, resulta difícil crear modelos que satisfagan la regla de Born, que nos dice cómo usar la ecuación de Schrödinger para predecir los resultados de las mediciones. Los investigadores muestran que solo los modelos con suficiente complejidad matemática (en términos técnicos:modelos que son no lineales y no unitarios) pueden dar lugar a la regla de Born y, por lo tanto, tienen la posibilidad de resolver el problema de la medición y enseñarnos sobre el elusivo cruce entre física cuántica y el mundo cotidiano.