Las Voces de Ingenierías: El problema de la medición cuántica
03/03/2025
Autor: Dr. Iván Fernando Herrera González
Cargo: Profesor Área de Matemáticas

La mecánica cuántica (desarrollada a principios del siglo XX por Niels Bohr, Erwin Schrödinger y Werner Heisenberg) es una rama de la física que estudia la evolución de los sistemas a nivel microscópico, Ésta ha dado lugar a predicciones experimentales muy precisas, pero sujetas a una interpretación probabilística. En el mundo clásico, si se conoce el estado inicial del sistema, entonces se puede predecir en qué estado encontraremos al sistema en el futuro. Sin embargo, en el caso cuántico sólo podemos decir con qué probabilidad se encontrará al sistema en un tiempo posterior.

Las diferencias entre el mundo clásico y el mundo cuántico son más profundas de lo que uno podría pensar inicialmente; el siguiente ejemplo nos sirve para aclarar lo anterior. Imagine que se tiene un vaso en reposo sobre una mesa, entonces el vaso seguirá en reposo si nadie lo mueve de acuerdo con las leyes del mundo clásico. En el mundo cuántico tenemos algo completamente diferente, el vaso aparecerá sólo por un instante en una posición si se le observa; en caso de observarlo en un tiempo posterior, lo encontraremos en otra posición, y si realizamos millones de mediciones, encontraremos regiones de la mesa en donde es más probable encontrar al vaso. Aquí surge un problema y es que estamos seguros de que nadie movió al vaso, entonces ¿cómo es posible que encontremos al vaso en otra posición si nadie lo movió? Existen varias respuestas a esta pregunta de acuerdo con la interpretación de la mecánica cuántica que se tome en cuenta.

En la interpretación de Copenhague se puede decir que, mientras no se observe al vaso, éste es una onda de probabilidad, mientras que el vaso toma cierta posición sólo cuando se realiza la medición. A tal suceso se le conoce como el colapso de la función de onda. Si le damos realidad a esa onda de probabilidad, entonces estaríamos diciendo que el vaso se encuentra en todas las posiciones posibles al mismo tiempo antes de realizar la medición, lo cual es contradictorio en sí mismo. Sin embargo, también podríamos decir que el vaso no existe antes de realizar la medición, lo cual nos colocaría en una interpretación filosófica no realista, sosteniendo que la realidad no existe independientemente de la conciencia humana.

Existen otras interpretaciones en las cuáles no ocurre el colapso de la función de onda como en la interpretación de muchos mundos, la cual establece que cada posible observación del vaso corresponde a un universo diferente. Por otra parte, la interpretación onda-piloto señala que la onda de probabilidad corresponde a un objeto físico real.

El problema de la medición cuántica sigue al día de hoy sin resolverse. Diversos científicos han adoptado diferentes posturas y debatido acerca de ello, sin obtenerse una conclusión definitiva. Sin embargo, este problema pone en duda que exista una realidad objetiva independiente del observador, lo cual podría cambiar la forma en cómo entendemos y vivimos nuestra vida.

Referencias

From

Albert Einstein: Philosopher-Scientist

(1949), publ. Cambridge University Press, 1949. Neils Bohr's report of conversations with Einstein and Einstein's reply.