Infografía

Teoría de la onda Piloto

Teoría de la Onda Piloto

Hoy en día toda la comunidad de físicos conoce sobre la teoría de Schrödinger para la explicación de fenómenos cuánticos, pero poco saben sobre otras teorías para explicar estos mismos fenómenos. Una de estas teorías, que explica perfectamente todos los resultados del experimento de la doble rendija, fue postulado por David Bohm en 1952 y es conocida como "Teoría de la Onda Piloto" o "Mecánica Bohmiana.

Wikimedia commons por Ranganath Krishnamani

Para algunos la teoría de Schrödinger puede ser muy complicada ya que ésta propone muchas cosas absurdas como que las partículas se encuentran en una superposición realizando cada acción posible a la vez (como en la paradoja del gato de Schrodinger donde el gato esta vivo y muerto a la vez), o que a las partículas les importa si están siendo observadas o no; pero la teoría de De Broglie-Bohm puede explicar todos los fenómenos de la mecánica cuántica sin recurrir a estas ideas absurdas. 

Teorema de Bell

Muchas personas utilizan el teorema de Bell como argumento para descartar esta teoría ya que la mecanica bohmiana es una teoria de variables ocultas. 
El teorema de Bell dice lo siguiente: "Ninguna teoría física de variables ocultas locales puede reproducir todas las predicciones de la mecánica cuántica." 

Pero todos pasan por alto la parte de "locales" ya que la teoría de DeBroglie-Bohm es una teoría no local. Algo es no local cuando tienes un objeto afectando a otro inmediatamente estando separados por una distancia muy grande (puede ser del tamaño del universo)

Wikimedia Commons por Manwesulimo2004 

Explicación del experimento de la doble rendija

La interpretación de la onda piloto es una teoría no local de variables ocultas y es determinista. Esto último significa que si se sabe el estado actual de la partícula se puede predecir su estado en el futuro. Pero en el experimento de la doble rendija al disparar una partícula desde la misma posición a través de dos rendijas repetidamente el patrón de impacto resulta ser aleatorio; la teoría de De Broglie-Bohm nos dice que esto se debe a que la partícula nunca es disparada desde el mismo lugar y que cualquier variación en la posición inicial hace que la partícula tome un camino completamente diferente, y que el patrón resultante luzca aleatorio.

Aleatoriedad por ignorancia

Uno podría decir que al lanzar una moneda el resultado es completamente aleatorio, pero si uno pudiera saber todas las fuerzas que interactúan con la moneda (y hacer los cálculos rápidamente) sería posible conocer como caerá. A esto se le conoce como aleatoriedad por ignorancia ya que no conocemos todos los factores que afectan al objeto.

Si disparamos las partículas desde un lugar que creemos es el mismo, la mecánica bohmiana nos dice que podrían terminar en lugares completamente diferentes haciendo que los resultados luzcan aleatorios, esta aleatoriedad se debe a la ignorancia, la ignorancia en este caso de las posiciones iniciales; y no es más misterioso que lanzar una moneda.

Función de onda

El experimento de la doble rendija se puede explicar con la mecánica cuántica proponiendo ideas absurdas como superposiciones; pero la mecánica bohmiana lo propone de una forma menos compleja, diciendo que las partículas son guiadas por la misma función de onda que en la mecánica cuántica.

En esta teoría la función de onda viaja a través de ambas rendijas, pero cada partícula posee una trayectoria bien definida y pasa exactamente a través de una de las dos rendijas. La posición final de la partícula en la pantalla del detector y la rendija exacta a través de la cual pasa la partícula está determinada por la posición inicial de la partícula. Tal posición inicial de la partícula no es controlable por los experimentos, de manera que hay una apariencia de aleatoriedad en el patrón de detección. La función de onda interfiere consigo misma y guía a la partícula de tal manera que las partículas evitan las regiones en las cuales la interferencia es destructiva y son atraídas hacia las regiones donde la interferencia es constructiva produciendo así los patrones de interferencia en la pantalla del detector.

Wikimedia por Alexandre Gondran

En la imagen anterior se muestra diferentes trayectorias de las partículas (lineas amarillas) y cómo forman el patrón de interferencia

Referencias:

Natalie Wolchover. (2014). ¿Hemos interpretado mal la mecánica cuántica?. 2017, de Sign of the times Sitio web: https://es.sott.net/article/29225-Hemos-interpretado-mal-la-mecanica-cuantica

Francisco R. Villatoro. (2014). Por qué las gotas danzantes simulan la mecánica cuántica. 26/09/2017, de NAUKAS Sitio web: http://francis.naukas.com/2014/02/24/por-que-las-gotas-danzantes-simulan-la-mecanica-cuantica/

Objetivos

Objetivos

Mi objetivo con éste blog es informar a los lectores sobre otra forma para explicar la física cuántica y el experimento de la doble rendija sin la necesidad de las ideas absurdas propuestas por la mecánica cuántica como superposiciones o el problema de la medición.