Superposición


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Superposición, explicación clásica.
Según la física cuántica un naipe ideal en equilibrio perfecto sobre uno de sus bordes caerá en ambos sentidos a la vez; es lo que se conoce como superposición.  La función de onda cuántica del naipe varia continuamente sin saltos,  desde el estado de equilibrio hasta el misterioso estado final en el cual parece que el naipe esta en dos lugares a la vez.
Aunque el experimento no es factible con un naipe real se han puesto de manifiesto situaciones análogas en ocasiones innumerables, en el mudo microscópico.
Uno de los retos más persistentes y fundamentales de la mecánica cuántica consiste en comprender el significado de tales superposiciones y saber por qué no las vemos nunca en el mundo que nos rodea. A lo largo de varias décadas, los investigadores han desarrollado diversas ideas para resolver este enigma, entre las que se cuentan las interpretaciones  rivales de Copenhague y de los muchos universos, sobre la función de onda, y la teoría de la decoherencia.

 



E
n realidad la superposición no existiría como tal, y menos aún en el mundo real, ya que tan solo es explicable dentro del mundo de las partículas debido a una errónea interpretación de los resultados obtenidos.  Por lo tanto todas las explicaciones que tengan algo que ver con el colapso de la función de onda, decoherencia, influencia del observador, o incluso universos paralelos,  podrían ser  derivaciones erróneas de los efectos observados en el mundo microscópico.

Para explicar esto imaginemos que yo enciendo una linterna y dirijo su luz hacia una pared, he imaginemos que usted es un fotón que sale de la linterna viajando a la velocidad de la luz, por tanto usted estaría casi totalmente o totalmente detenido el tiempo, de esa manera usted tan solo podría ver una sola imagen formada con todo el tiempo transcurrido mientras que yo mantengo encendida la linterna, en ese mismo tiempo que podrían ser pongamos 10 minutos, yo dejo caer con la otra mano 100 veces un naipe en una mesa desde una posición vertical que por pura probabilidad caerá mas o menos unas 50 veces por cada cara,  la pregunta  es  ¿como vería usted  entonces  el naipe? , la respuesta es; usted vería el naipe "pretendidamente superpuesto" es decir caído de los dos lados (ambas caras se muestran al mismo tiempo, es decir algo absurdo desde nuestra realidad), ya que usted tan solo tiene una imagen total de esos 10 minutos transcurridos, usted ha visto el pasado el presente y el futuro todo al mismo tiempo en una sola imagen.


Explicado de otra forma, usted coja esos 10 minutos y comprímalos tremendamente hasta conseguir una sola imagen que sería entonces la suma de todas las imágenes de lo que ha sucedido, que sería entonces también la suma de todas las probabilidades.

Explicado de otra forma mas practica, imaginemos que hacemos fotografías constantemente de todo lo sucedido con el naipe durante los 10 minutos, y que cogemos todas esas fotografías y hacemos transparente el fondo de la imagen, dejando ver solamente la imagen del  naipe fotografiado unas veces caído de un lado y otras de otro, la imagen resultante si ponemos todas las fotografías apiladas seria la de un naipe "pretendidamente superpuesto", es decir veríamos las dos caras del naipe al mismo tiempo.

Continuando con la explicación de la dualidad de partícula-energía que hemos visto en la pagina anterior, aunque para nosotros dentro de un mundo físico el fotón ha tardado como partícula una pequeñísima fracción de esos 10 minutos en atravesar la distancia que hay desde la linterna a la pared, la energía de la onda electromagnética de la que esta compuesta el fotón sí ha estado presente durante esos diez minutos y por tanto "vería todo" lo que ha ocurrido con el naipe, pero eso si, también de forma "continua" no secuencial como nosotros.
Dicho de otra forma, el fotón tiene una dimensión como partícula que ha tardado una fracción de segundo en pasar en relación con nuestro tiempo, pero otra dimensión como onda energética que se mantiene constante dentro de nuestro tiempo,  es energía, no materia con limites y dimensiones, no ocupa un espacio como una partícula, y por lo tanto se mantiene presente todo el tiempo que mantengamos la fuente de luz.
El fotón por tanto no acertaría a decir donde ni cuando ha caído cada naipe de un lado o de otro, lo ha visto todo unido, para el tan solo hay una suma de probabilidades.

De forma similar y como ambas dimensiones del fotón no se pueden separar para su observación, yo no podría establecer con seguridad desde mi dimensión temporal, donde voy a encontrar o no a un fotón en su recorrido desde la linterna hasta la pared o hasta la pantalla en el caso del experimento de la doble rejilla, o si el fotón ha decidido pasar por una rendija u otra, tan solo puedo ver el resultado final en la pantalla de todas los posibles caminos que el fotón decidió tomar en su dimensión atemporal con respecto a la mía, en cambio lo que si puedo ver en la pantalla es la suma de todas las probabilidades que se han dado, incluso aunque los fotones hayan sido disparados uno a uno.

Simetría entre naipe y partícula.
Cada una de las caras de un naipe como vemos en el ejemplo de nuestro mundo real sería equivalente en el mundo cuántico a los distintos estados en los que nos podemos encontrar a las partículas cuando realizamos una medición, de tal forma que cuando observamos un par de partículas entrelazadas o superpuestas en el mundo cuántico lo que tenemos en realidad es una sola partícula de la misma forma que en nuestro mundo real tan solo existe un naipe y no dos.

Nosotros podemos ver en el instrumento de medida un pico que se divide y se convierte en dos, cuando en realidad sigue siendo la misma partícula dividida en dos estados complementarios.  De la misma forma que un fotón desde su posición en el tiempo podría ver un naipe de nuestra realidad aparentemente multiplicado por dos, siendo que en realidad son los dos estados complementarios del mismo naipe, es decir  sus dos únicas caras.

Una partícula elemental es algo indivisible, no nos podemos encontrar nunca medio fotón, ni un trozo de fotón, el cuanto es el elemento mas fundamental de la materia, es el punto de origen donde la materia empieza a tomar cuerpo a ser medible, por tanto no podemos trocear una partícula.
Pero no ocurre lo mismo con sus características medibles, las características de una partícula su espín, su paralización, su carga, etc son características medibles pertenecen a la misma realidad física a la que pertenecemos nosotros en nuestro mundo físico, un espín una carga una poralización pueden factorizarse adoptar distintos estados medibles.

No podemos partir un fotón por la mitad pero si lo intentáramos mediante por ejemplo una colisión con otra partícula, al no poder subdividir la propia partícula lo que podríamos conseguir es separar por ejemplo sus dos posibles estados de polarización , ¿que obtendríamos entonces como resultado?. pues efectivamente al no poder dividir la partícula físicamente obtendríamos lo que aparentemente son dos partículas pero con valores de poralización inversos o complementarios, habríamos divido por dos una característica que identifica a un objeto.

Al final todas las cosas del universo son como son porque las definen sus características, es decir la información que portan y que les da identidad.  En un objeto tan básico como una partícula cuando  intentamos dividirla lo que logramos es dividir la información que esta porta y que la da identidad, no a la partícula en si, vemos entonces como la energía da forma a la materia mediante una determinada información. Dicha información según la teoría de cuerdas proviene de la cuerda que ha generado a dicha partícula, y por tanto esa información contendría todos los posibles estados en los que puede "caer" o entre los que puede conmutar dicha partícula.

De forma similar este efecto lo podemos conseguir también cuando generamos fotones mediante la misma fuente a partir de un unico punto y un mismo instante en el tiempo, lanzadas estas partes en distintas direcciones de tal modo que ante nuestros ojos aparecerán como pares de fotones entrelazados siendo que en realidad serían la misma partícula mostrando sus características complementarias en dos puntos distintos del espacio, ya que en el mismo punto y mismo instante del espacio que esta se genero no hay lugar mas que para una sola partícula, con lo cual no tenemos dos partículas independientes y modificables en si, si no la misma partícula en diferentes puntos del espacio, cada parte con características opuestas o complementarias.

 

 

Einstein desarrolló la Teoría de la Relatividad Especial teniendo en cuenta lo que verían observadores con distintos puntos de vista y dedujo leyes "absolutas" que permiten relacionar las medidas de un observador con las del otro.

 







La partícula se localiza en espacio y la onda no.

 

 

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