Debate Bohr-Einstein

Los debates Bohr-Einstein fueron una serie de disputas públicas sobre la mecánica cuántica entre Albert Einstein y Niels Bohr.Con objeto de probar esta afirmación, en 1905 propuso que la luz actuaba a veces como una partícula a la que llamó «cuanto de luz» (actualmente denominado fotón).[7]​ Su posterior habilidad para trabajar creativamente con una idea a la que él se había resistido tan largamente es bastante inusual en la historia de la ciencia.Einstein al principio dudó del modelo, pero rápidamente cambió de idea y lo aceptó, a pesar del hecho de que su realidad subyacente no podía ser representada en detalle, porque lo consideró un trabajo en progreso.Los choques para Einstein comenzaron en 1925, cuando Werner Heisenberg introdujo ecuaciones matriciales que eliminaban los elementos newtonianos del espacio y el tiempo de cualquier realidad subyacente.El siguiente golpe sucedió en 1926, cuando Max Born propuso que la mecánica debía ser entendida como una «probabilidad», sin ningún tipo de explicación causal.Fue en ese último estadio donde el escepticismo de Einstein se convirtió en una auténtica consternación.Para seguir su argumentación y evaluar la respuesta de Bohr, es conveniente referirse al aparato experimental ilustrado en la figura A.En condiciones reales, la masa de la pantalla es tan grande que permanecerá inmóvil, pero, en principio, es posible medir incluso un retroceso infinitesimal.En cambio, si cada partícula pasa sólo por la rendija b o por la rendija c, entonces el conjunto de sistemas es la mezcla estadística de los dos estados, lo que significa que la interferencia no es posible.En esas actas oficiales, la respuesta de Bohr se registra como: «Me siento en una posición muy difícil, porque no entiendo precisamente el punto que Einstein está tratando de hacer.»[9]​ Einstein había explicado que «podría ocurrir que el mismo proceso elemental produjera una acción en dos o varios lugares de la pantalla.En efecto, si su velocidad en la dirección X antes del paso de la partícula no se conoce con una precisión sustancialmente mayor que la inducida por el retroceso (es decir, si ya se movía verticalmente con una velocidad desconocida y mayor que la que deriva como consecuencia del contacto con la partícula), entonces la determinación de su movimiento tras el paso de la partícula no daría la información que buscamos.Consideremos ahora, por ejemplo, el punto d de la figura A, donde la interferencia es destructiva.Si la diferencia entre las dos trayectorias varía en media longitud de onda, en el punto d habrá una interferencia constructiva y no destructiva.El experimento ideal debe promediar todas las posiciones posibles de la pantalla S1, y a cada posición le corresponde, para un determinado punto fijo F, un tipo de interferencia diferente, desde la perfectamente destructiva hasta la perfectamente constructiva.Como reconocía Bohr, para la comprensión de este fenómeno «es decisivo que, a diferencia de los auténticos instrumentos de medida, estos cuerpos junto con las partículas constituyan, en el caso que se examina, el sistema al que debe aplicarse el formalismo mecánico-cuántico.Por otro lado, Bohr sostenía sistemáticamente que, para ilustrar los aspectos microscópicos de la realidad, es necesario poner en marcha un proceso de amplificación, en el que intervienen aparatos macroscópicos, cuya característica fundamental es la de obedecer a las leyes clásicas y que pueden describirse en términos clásicos.[12]​ Heisenberg cita a Bohr diciendo: «Considero que todas las afirmaciones como "La observación introduce incertidumbre en el fenómeno" son inexactas y engañosas».Supongamos que, como se ilustra en la figura, un rayo extremadamente extendido longitudinalmente se propaga hacia una pantalla con una rendija provista de un obturador que sólo permanece abierto durante un intervalo de tiempo muy breveUna onda perfectamente monocromática (como una nota musical que no puede dividirse en armónicos) tiene una extensión espacial infinita.Sin embargo, según un teorema matemático preciso, a medida que nos alejamos de esta región, las fases de los distintos campos, en cualquier punto determinado, se distribuyen causalmente y se producen interferencias destructivas.Por tanto, la región en la que la onda tiene una amplitud distinta de cero está limitada espacialmente.En este punto, Einstein recurre a su célebre relación entre masa y energía de la relatividad especial:Es importante considerar el impacto de todos estos intercambios en las personas involucradas en ese momento.[16]​ En 1935 Einstein, Boris Podolsky y Nathan Rosen desarrollaron un argumento, publicado en la revista Physical Review con el título «¿Puede considerarse completa la descripción mecánico-cuántica de la realidad física?», basado en un estado entrelazado de dos sistemas.Los elementos de la realidad física que se poseen objetivamente no pueden ser influenciados instantáneamente a distancia.En ese caso, podría haber concluido que el fotón 2 resultó estar polarizado a 45°.6) Dado que los requisitos naturales y obvios han obligado a concluir que el fotón 2 posee simultáneamente propiedades incompatibles, esto significa que, aunque no sea posible determinar estas propiedades simultáneamente y con una precisión arbitraria, sin embargo son poseídas objetivamente por el sistema.El primer experimento que demostró definitivamente que esto era así fue en 1949, cuando los físicos Chien-Shiung Wu y su colega Irving Shaknov demostraron esta teoría en tiempo real utilizando fotones.[20]​[21]​ Esto llevó a Aspect, junto con los físicos Philippe Grangier, Gérard Roger y Jean Dalibard, a poner en marcha entre 1980 y 1982 varios experimentos cada vez más complejos que permitieron establecer el entrelazamiento cuántico.