¿Tiene probabilidad proviene de la física cuántica? 5-Feb-2013

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Universidad de California - Davis

¿Tiene probabilidad proviene de la física cuántica?

Desde que el científico austriaco Erwin Schrodinger puso su desafortunado gato en una caja, sus colegas físicos han estado usando algo llamado teoría cuántica para explicar y comprender la naturaleza de las ondas y partículas.

Sin embargo, un nuevo estudio por el profesor de la física Andreas Albrecht y el estudiante graduado Dan Phillips de la Universidad de California, Davis, hace que el caso de que estas fluctuaciones cuánticas en realidad son responsables de la probabilidad de que todas las acciones, con implicaciones de largo alcance para las teorías del universo.

La teoría cuántica es una rama de la física teórica que se esfuerza por comprender y predecir las propiedades y el comportamiento de los átomos y las partículas. Sin ella, no seríamos capaces de construir transistores y los ordenadores, por ejemplo. Un aspecto de la teoría es que las propiedades exactas de una partícula no se determinan hasta que usted los observa y "colapsar la función de onda" en la jerga de la física.

Famoso experimento mental de Schrödinger se extiende esta idea a nuestra escala. Un gato es atrapado en una caja con un frasco de veneno que se libera cuando un átomo radiactivo se desintegra de forma aleatoria. No se puede saber si el gato está vivo o muerto, sin abrir la caja. Schrodinger argumentó que hasta que se abra la caja y mirar dentro, el gato no está ni vivo ni muerto, sino en un estado indeterminado.

Para muchas personas, esto es un concepto difícil de aceptar. Pero Albrecht dice que, como un físico teórico, concluyó hace unos años que así es como funciona la probabilidad a todas las escalas, aunque hasta hace poco, no lo veo como algo con un impacto crucial en la investigación. Eso cambió con un documento de 2009 por Don página de la Universidad de Alberta, Canadá.

"Me di cuenta de que la forma en que pensamos acerca de las fluctuaciones cuánticas y probabilidad afecta la manera en que pensamos acerca de nuestras teorías sobre el universo", dijo Albrecht, un cosmólogo teórico.

Una de las consecuencias de las fluctuaciones cuánticas es que cada función de onda colapso escupe realidades diferentes: uno en el que el gato vive y uno donde muere, por ejemplo. La realidad como lo experimentamos escoge su camino a través de este casi infinito de posibles alternativas. Múltiples universos podrían ser incorporados en un vasto "multiverso" como tantos bolsillos en una mesa de billar.

Básicamente, hay dos maneras teóricos han tratado de abordar el problema de la adaptación de la física cuántica para el "mundo real", dijo Albrecht: puede aceptarlo y la realidad de muchos mundos o universos múltiples, o puede asumir que hay algo mal o falta en la teoría.

Albrecht cae firmemente en el primer campamento.

"Nuestras teorías de la cosmología dicen que la física cuántica funciona a través del universo", dijo. Por ejemplo, las fluctuaciones cuánticas en el universo temprano explican por qué las galaxias se forman como lo hicieron - una predicción que puede ser confirmado con observaciones directas.

El problema con los universos múltiples, Albrecht dijo, es que si hay un gran número de diferentes universos de bolsillo, se hace muy difícil conseguir respuestas sencillas a las preguntas de la física cuántica, como la masa de un neutrino, una partícula subatómica eléctricamente neutro .

"Don Página mostró que las reglas cuánticas de probabilidad simplemente no pueden responder a las preguntas clave en una gran multiverso donde no estamos seguros de en qué universo de bolsillo en realidad residimos", dijo Albrecht.

Una respuesta a este problema ha sido la de añadir un nuevo ingrediente a la teoría: un conjunto de números que nos indica la probabilidad de que nos encontramos en cada universo de bolsillo. Esta información se puede combinar con la teoría cuántica, y usted puede conseguir sus matemáticas (y su cálculo de la masa de un neutrino) volver a la pista.

No tan rápido, dicen Albrecht y Phillips. Mientras que las probabilidades asignadas a cada universo de bolsillo puede parecer simplemente más de lo usual, son de hecho un cambio radical de usos cotidianos de las probabilidades, ya que, a diferencia de cualquier otra aplicación de la probabilidad, estos ya se han demostrado que no tienen ninguna base en el la teoría cuántica.

"Si toda probabilidad es la teoría cuántica de verdad, entonces no se puede hacer", dijo Albrecht. "Universos de bolsillo son mucho, mucho más de una desviación de la teoría actual de la gente había asumido."

El documento se publica actualmente en el servidor de pre-impresión ArXiv.org y presentado para su publicación y ya ha estimulado un amplio debate, dijo Albrecht.

"Esto nos obliga a pensar en los diferentes tipos de probabilidad, que a menudo se confunden, y tal vez puedan ayudar a trazar una línea entre ellos", dijo.