Medición en la mecánica cuántica
De Wikipedia, la enciclopedia encyclopedia
En física cuántica, una medición es la comprobación o manipulación de un sistema físico para obtener un resultado numérico. Una característica fundamental de la teoría cuántica es que las predicciones que hace son probabilísticas. El procedimiento para hallar una probabilidad consiste en combinar un estado cuántico, que describe matemáticamente un sistema cuántico, con una representación matemática de la medición que se va a realizar en ese sistema. La fórmula para este cálculo se conoce como regla de Born. Por ejemplo, una partícula cuántica como un electrón puede describirse mediante un estado cuántico que asocia a cada punto del espacio un número complejo denominado amplitud de probabilidad. Aplicando la regla de Born a estas amplitudes se obtienen las probabilidades de que el electrón se encuentre en una región u otra cuando se realiza un experimento para localizarlo. Esto es lo mejor que puede hacer la teoría; no puede decir con certeza dónde se encontrará el electrón. El mismo estado cuántico también puede utilizarse para predecir cómo se moverá el electrón, si se realiza un experimento para medir su momento en lugar de su posición. El principio de incertidumbre implica que, sea cual sea el estado cuántico, el rango de predicciones para la posición del electrón y el rango de predicciones para su momento no pueden ser ambos estrechos. Algunos estados cuánticos implican una predicción casi segura del resultado de una medida de posición, pero el resultado de una medida de momento será altamente impredecible, y viceversa. Además, el hecho de que la naturaleza viole las condiciones estadísticas conocidas como desigualdades de Bell indica que la imprevisibilidad de los resultados de las mediciones cuánticas no puede explicarse como debida a la ignorancia sobre las "variables ocultas locales" dentro de los sistemas cuánticos.
Medir un sistema cuántico suele cambiar el estado cuántico que describe ese sistema. Se trata de una característica central de la mecánica cuántica, matemáticamente compleja y conceptualmente sutil. Las herramientas matemáticas para predecir los resultados de las mediciones y cómo pueden cambiar los estados cuánticos se desarrollaron en el siglo XX y utilizan el álgebra lineal y el análisis funcional. La física cuántica ha demostrado ser un éxito empírico y tener una amplia aplicabilidad. Sin embargo, en un plano más filosófico, continúan los debates sobre el significado del concepto de medición.