¿Por qué las cosas grandes no son tan raras como las cosas pequeñas? ¡La Decoherencia al rescate!
Si has estudiado algo de física cuántica, seguro que te has dado cuenta. El mundo de los átomos y las partículas es súper extraño. ¡Las partículas pueden estar en dos lugares a la vez, o girar en ambas direcciones al mismo tiempo! Pero ¿por qué no vemos esas cosas raras en el mundo que nos rodea? ¿Por qué una pelota de basketball no está en dos canchas a la vez?
Dos mundos diferentes: Cuántico vs. Clásico
Resulta que el mundo microscópico (átomos, electrones, etc.) se rige por las leyes de la física cuántica. Son muy diferentes a las leyes de la física clásica, que son las que experimentamos en nuestra vida diaria. En el mundo clásico, las cosas tienen una posición definida, una velocidad definida, etc. Pero en el mundo cuántico, las cosas son más “indeterminadas”.
Entonces, ¿cómo pasamos del mundo cuántico al mundo clásico? ¿Dónde se esfuman todas esas propiedades extrañas?
Decoherencia: ¡La culpable de que el mundo sea “normal”!
La respuesta a esta pregunta es la decoherencia. La decoherencia es un proceso. Los efectos cuánticos se “desgastan”. Fenómenos como la superposición (estar en varios lugares a la vez) sufren de este desgaste. También, el entrelazamiento (conexión instantánea a distancia) se ve afectado. Esto ocurre debido a las interacciones entre las partículas cuánticas y su entorno.
Entrelazamiento con el entorno: ¡La pérdida de la individualidad!
Imagina que tienes un electrón en superposición (girando hacia arriba y hacia abajo al mismo tiempo). Si ese electrón interactúa con su entorno (por ejemplo, con otros átomos del aire), se “entrelaza” con ellos. Esto significa que las propiedades del electrón, como su giro, ya no son intrínsecas al electrón mismo. Ahora dependen del estado del entorno.
Es como si el electrón perdiera su “identidad cuántica” al mezclarse con el mundo que lo rodea.
Aislamiento: ¡La clave para ver lo cuántico!
Para poder observar el comportamiento cuántico de un sistema (como la superposición o el entrelazamiento), es necesario suprimir la decoherencia. Esto se logra aislando el sistema lo más posible de su entorno.
Por eso, los experimentos cuánticos se realizan en laboratorios con condiciones muy controladas. En estos entornos, se minimizan las interacciones con el entorno.
Fragilidad cuántica: ¡Cuidado, se rompe!
Los efectos cuánticos son muy frágiles. La decoherencia los destruye fácilmente. Por eso solo podemos observar superposiciones y entrelazamiento en el laboratorio. No podemos ver estos efectos en objetos grandes como pelotas de baloncesto o tazas de té.
Unidireccional: ¡No hay marcha atrás!
La decoherencia es un proceso unidireccional. Una vez que se ha eliminado la cuanticidad de un sistema, ¡no hay vuelta atrás! El sistema se comporta de forma clásica para siempre.
Objetos grandes = Clásicos instantáneos
La velocidad a la que ocurre la decoherencia. El “índice de decoherencia” aumenta exponencialmente con el número de partículas en el sistema. Esto significa que los objetos grandes, que están formados por muchísimas partículas, se convierten en clásicos casi al instante.
Por eso no vemos pelotas de baloncesto en superposición. La decoherencia las obliga a comportarse de forma clásica casi de inmediato.
En resumen: Decoherencia, el guardián del mundo clásico
La decoherencia es un proceso fundamental. Nos ayuda a entender por qué el mundo que nos rodea se comporta de forma “normal”. Esto ocurre a pesar de que el mundo microscópico está lleno de rarezas cuánticas. Es el guardián que mantiene la física cuántica a raya. Asegura que las tazas de té no desaparezcan repentinamente. También impide que aparezcan en dos mesas a la vez.
Título original: Decoherencia Cuántica – GERÓNIMO QUIÑONES-BARRAZA