En mecánica cuántica , el superdeterminismo es una laguna en el teorema de Bell . Al postular que todos los sistemas que se miden están correlacionados con las elecciones sobre qué mediciones realizar en ellos, los supuestos del teorema ya no se cumplen. Por tanto, una teoría de variables ocultas que sea superdeterminista puede cumplir la noción de causalidad local de Bell y aun así violar las desigualdades derivadas del teorema de Bell. [1] Esto hace posible construir una teoría local de variables ocultas que reproduce las predicciones de la mecánica cuántica, para la cual se han propuesto algunos modelos de juguetes . [2] [3] [4] Además de ser deterministas , los modelos superdeterministas también postulan correlaciones entre el estado que se mide y el entorno de medición.
El teorema de Bell supone que las mediciones realizadas en cada detector se pueden elegir independientemente entre sí y de las variables ocultas que determinan el resultado de la medición. Esta relación a menudo se denomina independencia de medición o independencia estadística. En una teoría superdeterminista esta relación no se cumple; las variables ocultas están necesariamente correlacionadas con el entorno de medición. Dado que la elección de las mediciones y la variable oculta están predeterminadas, los resultados en un detector pueden depender de qué medición se realiza en el otro sin necesidad de que la información viaje más rápido que la velocidad de la luz. El supuesto de independencia estadística a veces se denomina supuesto de libre elección o libre albedrío , ya que su negación implica que los experimentadores humanos no son libres de elegir qué medición realizar.
Es posible probar versiones restringidas del superdeterminismo que postulan que las correlaciones entre las variables ocultas y la elección de la medición se han establecido en el pasado reciente. [5] Sin embargo, en general, el superdeterminismo es fundamentalmente incomprobable, ya que se puede postular que las correlaciones existen desde el Big Bang , lo que hace que la laguna sea imposible de eliminar. [6]
En la década de 1980, John Stewart Bell analizó el superdeterminismo en una entrevista de la BBC : [7] [8]
Hay una manera de escapar de la inferencia de velocidades superluminales y acciones espeluznantes a distancia. Pero implica un determinismo absoluto en el universo, la ausencia total de libre albedrío. Supongamos que el mundo es superdeterminista, en el que no sólo la naturaleza inanimada funciona según un mecanismo de relojería detrás de escena, sino que nuestro comportamiento, incluida nuestra creencia de que somos libres de elegir hacer un experimento en lugar de otro, está absolutamente predeterminado, incluido el " "Decisión" por parte del experimentador de llevar a cabo un conjunto de mediciones en lugar de otro, la dificultad desaparece. No hay necesidad de una señal más rápida que la luz para decirle a la partícula A qué medición se ha realizado en la partícula B, porque el universo, incluida la partícula A, ya "sabe" cuál será esa medición y su resultado.
Aunque reconoció la laguna jurídica, también argumentó que era inverosímil. Incluso si las mediciones realizadas son elegidas por generadores deterministas de números aleatorios, se puede suponer que las elecciones son "efectivamente libres para el propósito en cuestión", porque la elección de la máquina se ve alterada por un gran número de efectos muy pequeños. Es poco probable que la variable oculta sea sensible a las mismas pequeñas influencias que lo fue el generador de números aleatorios. [9]
El ganador del Premio Nobel de Física, Gerard 't Hooft, discutió esta laguna jurídica con John Bell a principios de la década de 1980:
Planteé la pregunta: supongamos que también hay que considerar que las decisiones de Alice y Bob no surgen del libre albedrío, sino que están determinadas por todo lo que está en la teoría. John dijo, bueno, ya sabes, tengo que excluir. Si es posible, entonces lo que dije no se aplica. Dije, Alice y Bob están tomando una decisión por una causa. Una causa se encuentra en su pasado y debe incluirse en la imagen". [10]
Según el físico Anton Zeilinger , si el superdeterminismo es cierto, algunas de sus implicaciones pondrían en duda el valor de la ciencia misma al destruir la falsabilidad :
[N]osotros siempre asumimos implícitamente la libertad del experimentalista... Esta suposición fundamental es esencial para hacer ciencia. Si esto no fuera cierto, entonces, sugiero, no tendría ningún sentido hacer preguntas a la naturaleza en un experimento, ya que entonces la naturaleza podría determinar cuáles son nuestras preguntas, y eso podría guiar nuestras preguntas de manera que lleguemos a una imagen falsa. de la naturaleza. [11]
Los físicos Sabine Hossenfelder y Tim Palmer han argumentado que el superdeterminismo "es un enfoque prometedor no sólo para resolver el problema de la medición , sino también para comprender la aparente no localidad de la física cuántica". [12]
Howard M. Wiseman y Eric Cavalcanti sostienen que cualquier teoría superdeterminista hipotética "sería tan plausible y atractiva como la creencia en un control mental alienígena ubicuo". [13]
El primer modelo superdeterminista de variables ocultas fue propuesto por Carl H. Brans en 1988. [2] Otros modelos fueron propuestos en 2010 por Michael Hall, [3] y en 2022 por Donadi y Hossenfelder. [4] Gerard 't Hooft se ha referido a su modelo de autómata celular de mecánica cuántica como superdeterminista [14] aunque no ha quedado claro si cumple con la definición.
Algunos autores consideran la retrocausalidad en la mecánica cuántica como un ejemplo de superdeterminismo, mientras que otros tratan los dos casos como distintos. [15] No existe una definición acordada para distinguirlos.
Él [Michael JW Hall] muestra que la localidad y la realidad se pueden conservar con una reducción del 14% del "libre albedrío" de los experimentadores.