El tiempo de la mecánica bohmiana

Medir el tiempo que tardan las partículas en viajar entre dos puntos permitiría poner a prueba la teoría de Bohm, una alternativa a la mecánica cuántica.

[KENN BROWN, MONDOLITHIC STUDIOS]

En síntesis

Si lanzamos partículas idénticas contra un detector, cada una tardará un tiempo ligeramente distinto en llegar a él. Predecir la distribución de esos tiempos de vuelo mediante la mecánica cuántica exige hacer hipótesis problemáticas.

Además, en ciertos casos, esas predicciones difieren notablemente de las obtenidas a partir de la mecánica bohmiana, una formulación alternativa de la teoría cuántica donde las partículas siguen trayectorias bien definidas.

Una propuesta experimental reciente permitiría discriminar entre los tiempos de vuelo predichos por la física cuántica estándar y por la mecánica bohmiana, lo cual arrojaría luz sobre los fundamentos de la teoría cuántica.

Un experimento engañosamente simple que consiste en medir de forma precisa el tiempo que tarda una partícula en ir de un punto a otro amenaza con provocar una revolución en la física cuántica. Tales mediciones podrían poner en el punto de mira una formulación alternativa de la teoría cuántica, según la cual existe un submundo de ondas invisibles que guían a las partículas cuando se desplazan.

Un grupo de investigadores de la Universidad Ludwig Maximilian de Múnich (LMU) ha hecho predicciones para los resultados de ese experimento usando la mecánica bohmiana, formulada por el físico teórico David Bohm en la década de 1950 y más tarde ampliada por otros científicos. Mientras, la teoría cuántica habitual requiere hipótesis y aproximaciones para calcular los tiempos de tránsito. Según Serj Aristarhov, físico teórico y miembro del equipo de la LMU, «si la gente supiera que una teoría tan popular como la mecánica cuántica estándar no puede hacer predicciones [precisas] en un caso tan simple, eso debería al menos darles que pensar».

No es ningún secreto que el mundo cuántico es extraño. Consideremos un cañón que envía electrones contra una pantalla, como en el experimento de la doble rendija. No es posible saber a qué lugar de la pantalla llegará un electrón dado. Lo que sí podemos predecir con precisión es la distribución espacial (el patrón) de los puntos luminosos que se formarán en ella a medida que los electrones vayan golpeándola. Algunas partes recibirán más electrones y otras menos. Y aún hay más: en las mismas condiciones, cada electrón tardará un tiempo ligeramente distinto en alcanzar el detector. Como ocurre con las posiciones, esos «tiempos de llegada» poseen una distribución, de modo que algunos valores serán más frecuentes que otros. Sin embargo, la física cuántica que presentan los libros de texto no dispone de ningún método para predecir esta distribución temporal. «La mecánica cuántica normal solo se preocupa del "dónde" e ignora el "cuándo"», recalca el físico teórico y miembro del equipo Siddhant Das. «Ese es un síntoma de que algo no va bien.»

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