¿Las leyes clásicas surgen de las cuánticas?

“La comunidad física está en su mayor parte dividida en dos grupos”, dijo Johannes Kofler a PhysOrg.com. “Un grupo cree que la teoría cuántica subyace bajo el mundo clásico, y que la física clásica proviene de la cuántica. El otro grupo cree que la física cuántica tiene que cambiarse. Este prohíbe que la mecánica cuántica funcione a nivel macroscópico en el mundo clásico postulando leyes adicionales”.

Kofler pertenece al primer grupo. Él y ?aslav Brukner, ambos de la Universidad de Viena y el Instituto de Óptica Cuántica e Información Cuántica (IQOQI) de la Academia Austriaca de Ciencias, han desarrollado una novedosa aproximación teórica a la comprensión de la transición entre la física cuántica y la clásica.

Su trabajo ha sido publicado en Physical Review Letters bajo el título, “Classical World Arising out of Quantum Physics under the Restriction of Coarse-Grained Measurements (El mundo clásico surgiendo a partir de la física cuántica bajo la restricción de medidas de grano grueso)”.

“Nuestra motivación es comprender cómo el mundo clásico surge de la física cuántica”, dijo Kofler. “La aproximación establecida en la investigación es la decoherencia donde se tiene que tener en cuenta la complejidad de los sistemas e interacciones con el entorno”. Es esta interacción con el entorno lo que hace entrar en juego a la decoherencia, destruyendo la coherencia cuántica y haciendo imposible observar los fenómenos cuánticos. “Creemos haber encontrado un proceso complementario a la decoherencia que explica la transición de la cuántica a la clásica”.

En lugar de referirse al entorno de un sistema, o incluso al cambio de las leyes cuánticas, Kofler y Brukner crearon un marco de trabajo teórico que hace hincapié en el uso de aparatos de medida. Es su precisión restringida lo que limita la observabilidad de los fenómenos cuánticos.

“Usamos un espín giratorio como sistema modelo”, expuso Kofler vía correo electrónico. “Existe una condición que todas las teorías clásicas deben obedecer, llamada desigualdad de Leggett-Garg, pero la cual puede violarse en la mecánica cuántica”.

Kofler y Brukner demostraron que la evolución temporal de un sistema cuántico, no importa lo macroscópico que sea el sistema, no puede ser tratado en sentido clásico. “Simplemente porque algo sea grande no significa que pueda ser descrito por la física clásica”. Entonces, volviendo al caso del espín, continúa: “Espines arbitrariamente grandes pueden tener una evolución temporal cuántica y violar la desigualdad de Leggett-Garg”.

Luego los dos realizaron medidas de grano grueso que se usan en condiciones reales, tales como las situaciones a las que nos enfrentamos a diario, a la que normalmente está limitada la resolución de los aparatos. “Si te limitas a ti mismo a medidas de graso grueso del espín”, explica Kofler, “lo que obtienes son las leyes de movimiento clásico Newtoniano”.

“Empieza con un sistema de espín de tamaño macroscópico y la ecuación de Schrödinger que produce la evolución cuántica en el tiempo. Restringe la precisión de tus medidas y verás como surge la física Newtoniana”. Kofler explica que las medidas en la mecánica cuántica cambian generalmente el sistema. “Pero bajo nuestras medidas gruesas este cambio es tal que es posible una descripción clásica”.

Kofler admite que por ahora este trabajo no está completo. “Es de recibo decir que el surgimiento de la física clásica a partir de la teoría cuántica aún no ha sido conseguida por nadie”, dijo.

Pero él y Brukner siguen siendo optimistas de que en algún momento serán capaces de tener una comprensión completa de cómo nuestro mundo clásico bien conocido surge a partir del extraño mundo de la física cuántica.


Autor: Miranda Marquit
Fecha Original: 12 de noviembre de 2007
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