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Interpretación transaccional

La interpretación transaccional de la mecánica cuántica ( TIQM ) toma la función de onda del formalismo cuántico estándar , y su complejo conjugado, como ondas retardadas (hacia adelante en el tiempo) y avanzadas (hacia atrás en el tiempo) que forman una interacción cuántica como un Wheeler-Feynman. apretón de manos o transacción. Fue propuesto por primera vez en 1986 por John G. Cramer , quien sostiene que ayuda a desarrollar la intuición para los procesos cuánticos. También sugiere que evita los problemas filosóficos con la interpretación de Copenhague y el papel del observador, y también resuelve varias paradojas cuánticas . [1] [2] [3] TIQM formó un punto menor de la trama en su novela de ciencia ficción El puente de Einstein .

Más recientemente, también ha argumentado que TIQM es consistente con el experimento Afshar , mientras afirma que la interpretación de Copenhague y la interpretación de muchos mundos no lo son. [4]

La existencia de ondas avanzadas y retardadas como soluciones admisibles a las ecuaciones de Maxwell se exploró en la teoría del absorbente de Wheeler-Feynman . Cramer revivió su idea de dos ondas para su interpretación transaccional de la teoría cuántica. Mientras que la ecuación de Schrödinger ordinaria no admite soluciones avanzadas, su versión relativista sí sí, y estas soluciones avanzadas son las que utiliza TIQM.

En TIQM, la fuente emite una onda habitual (retardada) hacia adelante en el tiempo, pero también emite una onda avanzada hacia atrás en el tiempo; además, el receptor, que es posterior en el tiempo, también emite una onda avanzada hacia atrás en el tiempo y una onda retardada hacia adelante en el tiempo. Un evento cuántico ocurre cuando un intercambio de "apretón de manos" de ondas avanzadas y retardadas desencadena la formación de una transacción en la que se transfieren energía, momento, momento angular, etc. El mecanismo cuántico detrás de la formación de transacciones se ha demostrado explícitamente para el caso de una transferencia de fotones entre átomos en la Sección. 5.4 del libro Collective Electrodynamics de Carver Mead . En esta interpretación, el colapso de la función de onda no ocurre en ningún momento específico, sino que es "atemporal" y ocurre a lo largo de toda la transacción, y el proceso de emisión/absorción es simétrico en el tiempo. Las ondas se consideran físicamente reales, en lugar de ser un mero dispositivo matemático para registrar el conocimiento del observador, como ocurre en otras interpretaciones de la mecánica cuántica . [ cita necesaria ] La filósofa y escritora Ruth Kastner sostiene que las ondas existen como posibilidades fuera del espacio-tiempo físico y que, por lo tanto, es necesario aceptar tales posibilidades como parte de la realidad. [5]

Cramer ha utilizado TIQM en la enseñanza de mecánica cuántica en la Universidad de Washington en Seattle .

Avances sobre interpretaciones anteriores.

TIQM es explícitamente no local y, como consecuencia, lógicamente consistente con la certeza contrafactual (CFD), el supuesto realista mínimo. [2] Como tal, incorpora la no localidad demostrada por los experimentos de prueba de Bell y elimina la realidad dependiente del observador que ha sido criticada como parte de la interpretación de Copenhague . Cramer afirma que los avances clave sobre la Interpretación del Estado Relativo de Everett [6] son ​​que la interpretación transaccional tiene un colapso físico y es simétrica en el tiempo. [2] Cramer también afirma que el TI es consistente con la noción de un universo de bloques einsteniano, pero no depende de ella . [7] Kastner afirma que al considerar el producto de las funciones de onda avanzada y retardada, la regla de Born puede explicarse ontológicamente. [8]

La interpretación transaccional es superficialmente similar al formalismo vectorial de dos estados (TSVF) [9] que tiene su origen en el trabajo de Yakir Aharonov , Peter Bergmann y Joel Lebowitz de 1964. [10] [11] Sin embargo, tiene diferencias importantes: al TSVF le falta la confirmación y por lo tanto no puede proporcionar un referente físico para la Regla Born (como lo hace TI). Kastner ha criticado algunas otras interpretaciones simétricas en el tiempo, incluida TSVF, por hacer afirmaciones ontológicamente inconsistentes. [12]

Kastner ha desarrollado una nueva Interpretación Transaccional Relativista (RTI), también llamada Interpretación Transaccional Posibilista (PTI), en la que el espacio-tiempo mismo emerge a través de una forma de transacciones. Se ha argumentado que esta interpretación transaccional relativista puede proporcionar la dinámica cuántica para el programa de conjuntos causales . [13]

Debate

En 1996, Tim Maudlin propuso un experimento mental que involucraba el experimento de elección retrasada de Wheeler y que generalmente se considera una refutación del TIQM. [14] Sin embargo, Kastner demostró que el argumento de Maudlin no es fatal para TIQM. [15] [16]

En su libro, The Quantum Handshake , Cramer ha añadido una jerarquía a la descripción del pseudo-tiempo para abordar la objeción de Maudlin y ha señalado que algunos de los argumentos de Maudlin se basan en la aplicación inapropiada de la interpretación del conocimiento de Heisenberg a la descripción transaccional. [7]

La interpretación transaccional enfrenta críticas. La siguiente es una lista parcial y algunas respuestas:

  1. "TI no genera nuevas predicciones/no es comprobable/no ha sido probado."
    TI es una interpretación exacta de QM y, por lo tanto, sus predicciones deben ser las mismas que las de QM. Al igual que la interpretación de muchos mundos (MWI), TI es una interpretación "pura" en el sentido de que no añade nada ad hoc sino que proporciona un referente físico para una parte del formalismo que ha carecido de él (los estados avanzados que aparecen implícitamente en el Born). regla ). Por lo tanto, la demanda que a menudo se le hace a TI de nuevas predicciones o capacidad de prueba es errónea y malinterpreta el proyecto de interpretación como uno de modificación de la teoría. [17]
  2. "No está claro en qué lugar del espacio-tiempo se produce una transacción".
    Cramer (1986) ofrece una explicación clara, que describe una transacción como una onda estacionaria de cuatro vectores cuyos puntos finales son los eventos de emisión y absorción. [18]
  3. "Maudlin (1996, 2002) ha demostrado que TI es inconsistente".

    La crítica de la probabilidad de Maudlin confundió la interpretación transaccional con la interpretación del conocimiento de Heisenberg. Sin embargo, planteó un punto válido sobre posibles resultados causalmente conectados, lo que llevó a Cramer a añadir jerarquía a la descripción pseudotemporal de la formación de transacciones. [19] [15] [20] [21] [22] Kastner ha extendido TI al dominio relativista y, a la luz de esta expansión de la interpretación, se puede demostrar que el Desafío Maudlin ni siquiera puede montarse y, por lo tanto, es anulado; No hay necesidad de la propuesta de "jerarquía" de Cramer. [23]

    Maudlin también ha afirmado que toda la dinámica de TI es determinista y, por tanto, no puede haber ningún "colapso". Pero esto parece ignorar la respuesta de los absorbentes, que es toda la innovación del modelo. En concreto, la linealidad de la evolución de Schrödinger se rompe por la respuesta de los absorbentes; esto establece directamente la transición de medición no unitaria, sin necesidad de modificaciones ad hoc a la teoría. La no unitaridad se analiza, por ejemplo, en el capítulo 3 del libro de Kastner The Transactional Interpretation of Quantum Mechanics: The Reality of Possibility (CUP, 2012). [8]
  4. "No está claro cómo la interpretación transaccional maneja la mecánica cuántica de más de una partícula".
    Esta cuestión se aborda en el artículo de Cramer de 1986, en el que ofrece muchos ejemplos de la aplicación de TIQM a sistemas cuánticos de múltiples partículas. Sin embargo, si la pregunta es sobre la existencia de funciones de onda de múltiples partículas en el espacio 3D normal, el libro de Cramer de 2015 entra en detalles para justificar las funciones de onda de múltiples partículas en el espacio 3D. [24] Una crítica al relato de Cramer de 2015 sobre el tratamiento de sistemas cuánticos de múltiples partículas se encuentra en Kastner 2016, "An Overview of the Transactional Interpretation and its Evolution into the 21st Century, Philosophy Compass (2016). [25] Se observa en En particular, la explicación de Cramer 2015 es necesariamente antirrealista sobre los estados de múltiples partículas: si son solo parte de un 'mapa', entonces no son reales, y de esta forma TI se convierte en una interpretación instrumentalista, contraria a su original. Por lo tanto, la llamada "retirada" al espacio de Hilbert (criticada también más adelante en la extensa discusión de la nota [24] ) puede verse como una expansión necesaria de la ontología, en lugar de una retirada al antirrealismo/instrumentalismo. los estados multipartículas La vaga afirmación (en [24] ) de que "las ondas de oferta son objetos espaciales tridimensionales algo efímeros" indica la falta de una definición clara de la ontología cuando se intenta mantener todo en el espacio-tiempo 3+1.

Ver también

Referencias

  1. ^ Cramer, John (julio de 2009). "Interpretación transaccional de la mecánica cuántica". En Daniel Greenberger ; Klaus Hentschel ; Friedel Weinert (eds.). Compendio de Física Cuántica . Saltador. págs. 795–798. doi :10.1007/978-3-540-70626-7_223. ISBN 978-3-540-70622-9. Icono de acceso abierto
  2. ^ abc Cramer, John G. (julio de 1986). "La interpretación transaccional de la mecánica cuántica". Reseñas de Física Moderna . 58 (3): 647–688. Código bibliográfico : 1986RvMP...58..647C. doi :10.1103/RevModPhys.58.647. Icono de acceso abierto
  3. ^ Cramer, John G. (febrero de 1988). "Una descripción general de la interpretación transaccional" (PDF) . Revista Internacional de Física Teórica . 27 (2): 227–236. Código bibliográfico : 1988IJTP...27..227C. doi :10.1007/BF00670751. S2CID  18588747.
  4. ^ Cramer, John G. (diciembre de 2005). "¿Adiós a Copenhague?". Analógico . La vista alternativa. Revistas Dell.
  5. ^ George Musser y Ruth Kastner; "¿Podemos resolver las paradojas cuánticas saliendo del espacio y el tiempo?", Blog de Scientific American , 21 de junio de 2013.
  6. ^ Everett, Hugh (julio de 1957). "Formulación del estado relativo de la mecánica cuántica" (PDF) . Reseñas de Física Moderna . 29 (3): 454–462. Código bibliográfico : 1957RvMP...29..454E. doi :10.1103/RevModPhys.29.454.
  7. ^ ab Cramer, John G. (2016). El apretón de manos cuántico: entrelazamiento, no localidad y transacciones . Springer Ciencia + Medios comerciales. ISBN 978-3319246406.
  8. ^ ab Kastner, RE La interpretación transaccional de la mecánica cuántica: la realidad de la posibilidad (CUP, 2012)
  9. ^ Avshalom C. Elitzur , Eliahu Cohen: La naturaleza retrocausal de la medición cuántica revelada por mediciones parciales y débiles , AIP Conf. Proc. 1408: Retrocausación cuántica: teoría y experimento (13 y 14 de junio de 2011, San Diego, California) , págs. 120-131, doi :10.1063/1.3663720
  10. ^ Aharonov, Yakir; Bergmann, Peter G.; Lebowitz, Joel L. (22 de junio de 1964). "Simetría del tiempo en el proceso cuántico de medición". Revisión física . 134 (6B). Sociedad Estadounidense de Física (APS): 1410-1416. Código bibliográfico : 1964PhRv..134.1410A. doi :10.1103/physrev.134.b1410. ISSN  0031-899X.
  11. ^ Yakir Aharonov, Lev Vaidman: Medidas protectoras de vectores de dos estados , en: Robert Sonné Cohen, Michael Horne, John J. Stachel (eds.): Potencialidad, entrelazamiento y pasión a distancia , Estudios de mecánica cuántica para AM Shimony, volumen dos, 1997, ISBN 978-0792344537 , págs. 1–8, pág. 2 
  12. ^ Kastner, Ruth E. (2017). "¿Existe realmente una" retrocausalación "en los enfoques simétricos en el tiempo de la mecánica cuántica?". Retrocausalación Cuántica III . Actas de la conferencia AIP. 1841 (1): 020002. arXiv : 1607.04196 . Código Bib : 2017AIPC.1841b0002K. doi : 10.1063/1.4982766. S2CID  55674241.
  13. ^ Kastner, Ruth E. (agosto de 2012). "La interpretación transaccional posibilista y la relatividad". Fundamentos de la Física . 42 (8): 1094-1113. arXiv : 1204.5227 . Código Bib : 2012FoPh...42.1094K. doi :10.1007/s10701-012-9658-4. S2CID  119274926.
  14. ^ Maudlin, Tim (1996). No localidad cuántica y relatividad: insinuaciones metafísicas de la física moderna (1ª ed.). Wiley-Blackwell. ISBN 978-1444331271.
  15. ^ ab Kastner, Ruth E (mayo de 2006). "Problemas de interpretación transaccional y bucle causal de Cramer". Síntesis . 150 (1): 1–14. arXiv : quant-ph/0408109 . doi :10.1007/s11229-004-6264-9. S2CID  5388235.
  16. ^ Kastner, Ruth E (2012). "Sobre experimentos de absorción retardada y contingente". Física Matemática ISRN . 2012 (1): 1–9. arXiv : 1205.3258 . Código Bib : 2012arXiv1205.3258K. doi : 10.5402/2012/617291 . S2CID  72712087.
  17. ^ El apretón de manos cuántico de John G. Cramer, p. 183: "No se puede probar experimentalmente ninguna interpretación consistente de la mecánica cuántica, porque cada una es una interpretación del mismo formalismo mecánico cuántico, y el formalismo hace las predicciones. La interpretación transaccional es una interpretación exacta del formalismo QM. Como los muchos mundos y las interpretaciones de Copenhague, la TI es una interpretación "pura" que no añade nada ad hoc , pero sí proporciona un referente físico para una parte del formalismo que ha faltado (por ejemplo, las funciones de onda avanzadas que aparecen en la regla de probabilidad de Born y cálculos de amplitud). Por lo tanto, la demanda de nuevas predicciones o comprobabilidad de una interpretación se basa en un error conceptual del interrogador que malinterpreta una interpretación como una modificación de la teoría cuántica. Según la Navaja de Occam, la hipótesis que introduce la menor cantidad de suposiciones independientes es. El TI ofrece esta ventaja sobre sus rivales, en el sentido de que la regla de probabilidad de Born es un resultado y no una suposición independiente.
  18. ^ El apretón de manos cuántico de John G. Cramer, p. 183: El TIQM "representa una transacción que surge de un apretón de manos de confirmación de oferta como una onda estacionaria de cuatro vectores normal en un espacio tridimensional con puntos finales en los vértices de emisión y absorción. Kastner ha predicho una explicación alternativa de la formación de transacciones en la que el La formación de una transacción no es un proceso espaciotemporal sino uno que tiene lugar en un nivel de posibilidad en un espacio de Hilbert superior en lugar de en un espacio-tiempo de 3+1 dimensiones.
  19. ^ Berkovitz, J. (2002). "Sobre bucles causales en el reino cuántico", en T. Placek y J. Butterfield (Ed.), Actas del taller de investigación avanzada de la OTAN sobre modalidad, probabilidad y teoremas de Bell, Kluwer, 233–255.
  20. ^ Marchildon, L (2006). "Bucles causales y colapso en la interpretación transaccional de la mecánica cuántica". Ensayos de Física . 19 (3): 422–9. arXiv : quant-ph/0603018 . Código Bib : 2006PhyEs..19..422M. doi : 10.4006/1.3025811. S2CID  14249516.
  21. ^ El apretón de manos cuántico de John G. Cramer, p. 184: "Maudlin planteó un desafío interesante para la Interpretación Transaccional al señalar una paradoja que se puede construir cuando la no detección de una partícula lenta que se mueve en una dirección modifica la configuración de detección en otra dirección. Este problema es tratado por el TI... introduciendo una jerarquía en el orden de la formación transaccional... Otras soluciones al problema planteado por Maudlin se pueden encontrar en las referencias."
  22. ^ El apretón de manos cuántico de John G. Cramer, p. 184: Maudlin también afirmó, basándose en su suposición de que la función de onda es una representación del conocimiento del observador, que debe cambiar cuando se dispone de nueva información. "Ese punto de vista inspirado en Heisenberg no es parte de la Interpretación Transaccional, e introducirlo conduce a un argumento de probabilidad falso. En la Interpretación Transaccional, la ola de oferta no cambia mágicamente en pleno vuelo en el instante en que nueva información está disponible, y su correcta aplicación conduce al cálculo correcto de probabilidades que sean consistentes con la observación."
  23. ^ Kastner, RE (2016). "La interpretación transaccional relativista: inmune al desafío sensiblero". arXiv : 1610.04609 [cuántico-ph].
  24. ^ abc El apretón de manos cuántico de John G. Cramer, p. 184. Las publicaciones anteriores de Cramer "proporcionaron muchos ejemplos de la aplicación del TI a sistemas que involucran más de una partícula. Estos incluyen el experimento Freedman-Clauser, que describe una transacción de 2 fotones con tres vértices, y el efecto Hanbury-Brown-Twiss , que describe una transacción de 2 fotones con cuatro vértices. [Otras publicaciones contienen] muchos ejemplos de sistemas multipartículas más complicados, incluidos sistemas con átomos y fotones. Pero quizás la pregunta planteada anteriormente se base en la creencia de que la mecánica cuántica es una onda. Las funciones para sistemas de más de una partícula no pueden existir en un espacio tridimensional normal y, en cambio, deben caracterizarse como existentes sólo en un espacio abstracto de Hilbert de muchas dimensiones. De hecho, la "Interpretación Transaccional Posibilista" de Kastner adopta este punto de vista y describe la formación de transacciones. como que finalmente aparece en el espacio 3D pero se forma a partir de las funciones de onda del espacio de Hilbert... La Interpretación Transaccional "estándar" presentada aquí, con sus conocimientos sobre el mecanismo detrás del colapso de la función de onda a través de la formación de transacciones, proporciona una nueva visión de la situación. hace innecesaria la retirada al espacio de Hilbert. La onda de oferta para cada partícula puede considerarse como la función de onda de una partícula libre (es decir, no correlacionada) y puede considerarse que existe en un espacio tridimensional normal. La aplicación de las leyes de conservación y la influencia de las variables de las otras partículas del sistema sobre la partícula de interés no se producen en la etapa de onda de oferta del proceso sino en la formación de las transacciones. Las transacciones "entretejen" las diversas funciones de onda de partículas que de otro modo serían independientes y que abarcan una amplia gama de posibles valores de parámetros en un conjunto consistente, y sólo aquellos subcomponentes de funciones de onda que están correlacionados para satisfacer las condiciones de frontera de la ley de conservación en los vértices de la transacción son permitido participar en la formación de esta transacción. Las "zonas permitidas" del espacio de Hilbert surgen de la acción de formación de transacciones, no de restricciones sobre las ondas de oferta iniciales, es decir, funciones de onda de partículas. Por tanto, la afirmación de que las funciones de onda cuántica de partículas individuales en un sistema cuántico de múltiples partículas no pueden existir en el espacio tridimensional ordinario es una interpretación errónea del papel del espacio de Hilbert, la aplicación de las leyes de conservación y los orígenes del entrelazamiento. Confunde el "mapa" con el "territorio". Las ondas de oferta son objetos espaciales tridimensionales algo efímeros, pero sólo aquellos componentes de la onda de oferta que satisfacen las leyes de conservación y los criterios de entrelazamiento pueden proyectarse en la transacción final, que también existe en el espacio tridimensional".
  25. ^ Kastner, RE (2016). "La interpretación transaccional y su evolución hacia el siglo XXI: una visión general". arXiv : 1608.00660 [cuántico-ph].
Otras lecturas

enlaces externos