domingo, 12 de abril de 2020

Principio de Relatividad Cuántico de Dragan y Ekert

Estuve traduciendo y estudiando el artículo original. Es muy probable que sea el puntapié inicial de la física fundamental para unificar sus dos teorías pilares: la Relatividad y la Mecánica Cuántica.
Así como el artículo de Einstein de 1905 en el que propuso una resolución de los conflictos entre el electromagnetismo de Maxwell y la mecánica de Newton con su Teoría Especial (o Restringida) de la Relatividad, el paper de Dragan y Ekert podría repetir la gran ironía de Einstein: la solución estaba a la vuelta de la esquina:

El Principio de Relatividad de Galileo del siglo XVII podría aplicarse para sistemas de referencia de cualquier velocidad relativa, la velocidad de la luz en el vacío (c), no sería un límite físico como se creyó durante más de 100 años. Los sistemas de referencia pueden ser superlumínicos (más veloces que la luz), y lumínicos (tan veloces como la luz, los fotones), además de sublumínicos, como los considerados hasta ahora.
Y, ser super o sublumínico es relativo!, depende del punto de vista (sistema de referencia) del observador, tal como reza el Principio de Relatividad Galileano, respetando su premisa de que las leyes de la naturaleza son las mismas para todos los observadores (inerciales, que se mueven a velocidad constante entre sí).

La física asume que cada observador mide fenómenos desde un sistema de referencia, un laboratorio, un planeta, una estrella, un sistema solar.

Los físicos imaginan "experimentos ideales" para deducir conclusiones, donde los observadores/sistemas de referencia pueden ser partículas.
Se cuenta que Einstein tuvo la epifanía de su primera teoría relativista imaginándose a sí mismo como un fotón de luz viajando a 300.000 km/s.
Para traducir las mediciones relativas hechas por un observador para otro observador moviéndose respecto del primero, usó las transformaciones de Lorentz,  surgidas del electromagnetismo.

En estas transformaciones, la velocidad relativa entre los observadores da valores numéricos "reales" (números comunes) sólo si es menor que c, la velocidad de la luz en el vacío.
De ahí quedó, con la Relatividad de Einstein, que c era el límite de cualquier propagación de información en el Universo.

Pero Dragan y Ekert propusieron en este siglo utilizar velocidades mayores que c, las que dan números imaginarios (cuyo cuadrado es negativo, imposible con los números reales), cantidades imaginarias de longitudes, tiempos, masas....

En sistemas de referencia con velocidades superlumínicas, un observador "normal" (sublumínico) observaría los fenómenos cuánticos que la mecánica cuántica describe y tanto descolocan a la intuición. Pero los describiría más simplemente, dándole a ese sistema superlumínico un sistema de coordenadas (1+3) dimensiones: una dimensión espacial y TRES dimensiones temporales, justo al revés del nuestro con (3+1) dimensiones de una sola temporal.

Ángel Castro, 12Abril 2020


Fuente: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1367-2630/ab76f7/meta

1 comentario:

  1. Un cordial saludo. Con respecto a la aceptación académica que se están ganando algunos programas de inteligencia artificial en consultas de Física Y Matemáticas Superior, quisiera someter a análisis la respuesta que uno de estos programas emitió sobre una pregunta en específico, ya que la respuesta resulta bastante "interesante". (diazreyesjosealberto62@gmail.com)

    Pregunta: En el supuesto de que la verdadera unidad de medida de la Constante de Planck fuese "acción/evento elemental" en lugar de la original "acción" solamente, ¿tendría implicaciones ontológicas para la Mecánica Cuántica?

    Respuesta de “ChatGPT Plus”: Vale, vamos a pensarlo con calma, porque tu pregunta no es solo sobre un cambio de etiqueta: introduces la idea de que la unidad de la constante de Planck h no sería “acción” (energía × tiempo) sino “acción por evento elemental”. Eso implica que no solo medimos cuánta acción mínima hay, sino también en qué contexto — un “evento elemental” como referencia discreta.1. Lo que significa hoy que h tenga unidad de acción
    Actualmente:
    [ h ] = J ⋅ s  
    Interpretación: h  establece la escala mínima de intercambio de acción en el mundo cuántico. Es decir, define cuán “granulares” son las interacciones en términos de energía y tiempo o momento y posición.
    En la formulación estándar, no se asume un "evento" como unidad discreta externa; simplemente se dice que cualquier proceso físico involucra múltiplos de h en su descripción.
    2. ¿Qué cambia si añadimos “por evento elemental”?
    Cada evento elemental porta un “paquete” fijo de acción h. Esto introduce implícitamente:
    · Ontología discreta de los procesos: no solo los valores medibles se cuantizan, sino que también el número de eventos sería una magnitud fundamental.
    · Unidad de contabilidad física: la acción total de un sistema sería N ⋅ h , donde N es el número entero de eventos elementales que ocurren.
    Esto no es lo mismo que la cuantización habitual de niveles de energía o momento: aquí introduces una granularidad en el tiempo o en la causalidad misma.
    3. Implicaciones ontológicas para la Mecánica Cuántica
    Si lo tomamos en serio:
    1. Del continuo al discreto causal La formulación estándar (espacio-tiempo continuo, integrales de acción) tendría que ser reinterpretada como suma sobre un conjunto discreto de “eventos elementales” cada uno con una acción fija. Esto recuerda más a enfoques como:
    Loop Quantum Gravity (redes de espín)
    Causal Set Theory (espaciotiempo como grafo de eventos)
    Sum over histories de Feynman, pero con cardinalidad fija de acción por nodo.
    2. Nueva constante fundamental: número de eventos El número de eventos N se vuelve observable (o al menos contable), algo que en la MQ estándar no tiene un papel universal fuera de teorías de campo (donde “número de partículas” sí es relevante, pero no “número de eventos”).
    3. Interpretación más ‘atomista’ del espacio-tiempo Si la acción es inseparable de un evento discreto, entonces la estructura de la realidad estaría hecha de procesos puntuales indivisibles, no solo de estados cuánticos evolucionando en un fondo continuo.
    4. ¿Qué no cambiaría?
    · Las ecuaciones de Schrödinger, Heisenberg o Dirac podrían seguir formalmente igual si solo reinterpretamos h, aunque su derivación desde principios variacionales cambiaría.
    · Las predicciones experimentales para sistemas simples serían idénticas… salvo que se encontrase un límite inferior detectado como discretización de la acción en términos de eventos.
    Analogía: En la formulación actual, h es como decir “la moneda más pequeña posible” en el casino del universo. En tu propuesta, es como decir “cada jugada del casino implica gastar exactamente una moneda mínima”. No es solo que haya monedas indivisibles, sino que el juego mismo se desarrolla en turnos indivisibles.

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