- El manuscrito de Schrödinger explora el problema de la aleatoriedad en la física cuántica.
- Los físicos mantienen un acalorado debate sobre el determinismo y el indeterminismo.
- Schrödinger cuestiona la hipótesis de variables ocultas de Whitaker y propone una alternativa.
- El manuscrito puede no haberse publicado debido a su similitud con las opiniones de Pelzer.
Un manuscrito inédito y sin fecha, perteneciente al físico austriaco Erwin Schrödinger, se encuentra en la Biblioteca Central de Física de Austria en la Universidad de Viena. El físico Flavio Del Santo, de la Universidad de Ginebra, ha recuperado y analizado este manuscrito para determinar su posible fecha de redacción y la perspectiva de este célebre físico sobre la aleatoriedad en la mecánica cuántica. Este borrador titulado "El colapso del determinismo" aborda una cuestión central en la física cuántica: la aleatoriedad de los eventos. La teoría cuántica se utiliza comúnmente para predecir probabilidades de mediciones, pero nunca predice resultados específicos.
Los físicos han reflexionado sobre si esto se debe a un conocimiento incompleto del campo. Por ejemplo, el resultado de lanzar una moneda parece aleatorio a primera vista. Sin embargo, si se conoce la fuerza con la que se lanza la moneda y la información sobre la velocidad del viento en el momento del lanzamiento, se puede predecir el resultado de manera confiable. En el ámbito cuántico, muchas cosas siguen siendo inciertas. Sin embargo, si las partículas llevan información que determina su comportamiento, ¿haría esto que fueran más predecibles o deterministas?
El debate entre determinismo e indeterminismo
Las opiniones de los físicos En la mecánica cuántica, el debate entre determinismo e indeterminismo ha dividido a los físicos en dos facciones, cada una firme en su posición. Einstein, David Bohm y Schrödinger son comúnmente considerados defensores del determinismo en la historia de la ciencia, pero Del Santo sostiene que sus posturas son más matizadas y menos opuestas de lo que muchos imaginan. El manuscrito inédito de Schrödinger es un ejemplo de esto. Las partículas cuánticas que podrían determinar su comportamiento se denominan variables ocultas, ya que esta información puede no ser observable por los científicos. En 1932, el matemático John von Neumann publicó un resultado que sugería que no se deberían añadir variables ocultas a la mecánica cuántica.
Durante la Segunda Guerra Mundial, el físico y matemático británico T. W. Whitaker cuestionó el determinismo, citando el trabajo de von Neumann y utilizando el ejemplo de la luz polarizada que pasa a través de un polarizador. En esta configuración, el ángulo entre la luz polarizada y el polarizador determina cuánta luz puede pasar a través del mismo. La mecánica cuántica expresa el resultado en términos de probabilidades. Sin embargo, Whitaker utilizó dos valores de variables ocultas en esta suposición y argumentó que estos no podían reproducir los cambios que se producen cuando el polarizador se gira. El manuscrito de Schrödinger es una respuesta a esta hipótesis.
La alternativa de Schrödinger
Las obras de Schrödinger En su manuscrito de tres páginas, Schrödinger cuestiona las limitaciones inherentes al razonamiento de Whitaker y se pregunta por qué las variables ocultas solo tienen dos valores posibles. En cambio, propone una alternativa que asigna a cada fotón un valor entre cero y uno. Estos números se distribuyen uniformemente en el haz de luz entrante, y si el fotón pasa a través del polarizador depende de su número y del ángulo del polarizador. A través de los fotones, esta configuración reproduce la tasa de transmisión esperada, que puede preverse utilizando la ley de Malus, pero cada resultado individual depende de la configuración del dispositivo y del número propuesto del fotón.
El manuscrito de Schrödinger también aborda el problema que surge después de la primera medición, es decir, que la distribución cambia. Por lo tanto, crea una regla matemática que cambia su número después de que el fotón es transmitido o reflejado, y restaura la distribución de acuerdo con la ley de Malus. Entonces, la pregunta es por qué Schrödinger no lo publicó. Según Del Santo, esto podría deberse a que el físico austriaco Heinrich Pelzer había desafiado a Whitaker en un artículo publicado. Aunque el enfoque de Pelzer era diferente, expresaba la misma opinión. Del Santo advierte que este manuscrito no debe utilizarse para afirmar que Schrödinger apoyaba una visión determinista de la naturaleza.
Esta obra inédita podría ser una prueba de argumento, en lugar de un apoyo a dicho modelo, escribió Del Santo en un artículo de análisis. Este artículo está disponible en el servidor de preimpresión arXiv.
El impacto del manuscrito de Schrödinger en la teoría cuántica
El manuscrito inédito de Schrödinger ofrece una nueva perspectiva sobre el problema de la aleatoriedad en la mecánica cuántica, desafiando la hipótesis tradicional de variables ocultas. Este manuscrito revela el profundo pensamiento de Schrödinger sobre el comportamiento de las partículas cuánticas, especialmente su visión sobre las variables ocultas, lo que podría provocar una reevaluación de la naturaleza de la teoría cuántica. A pesar de que el manuscrito no fue publicado, su contenido sigue siendo inspirador para la investigación actual en física cuántica y podría fomentar una mayor discusión sobre el determinismo y el indeterminismo.