Experimentos delayed-choice y la ontología de la mecánica cuántica: ontología de individuos vs. Haces de propiedades

CRISTIAN LÓPEZ; MARCELO LOSADA

Santiago de Chile

Congreso; XVII Jornadas Rolando Chuaqui Kettlun; 2016

Universidad de Chile

En sus Lectures of Physics (1965), Richard Feynman afirmó que experimentos como ?la doble rendija? o ?interferómetros Mach-Zehnder? concentraban todos los misterios de la mecánica cuántica: el colapso de la función de onda, la no-localidad y la dualidad onda-partícula. En esencia, esta clase de experimentos muestran que dependiendo de cómo el aparato de medición sea configurado, podemos obtener diferentes resultados que sugieren diferentes tipos de comportamientos de los sistemas cuánticos: en algunos casos obtenemos un patrón de interferencia al final del experimento pero desconociendo el camino que las partículas recorrieron o por cuál rendija pasaron (sugiriendo un comportamiento ondulatorio), o podemos conocer qué camino siguieron o por cuál rendija pasaron, pero perdiendo el patrón de interferencia final (sugiriendo un comportamiento corpuscular). Esta situación condujo a considerar que la configuración original del experimento cumplía un papel fundamental a la hora de determinar la naturaleza misma del sistema cuántico: el sistema, de manera misteriosa, ?leía? cuál era la configuración inicial del aparato y se comportaba de acuerdo a ella. En 1978, John Wheeler ideó un ingenioso modelo de interferómetro Mach-Zehnder donde la configuración del experimento podía ser, repentina y rápidamente, alterada: suponiendo que era posible que un único sistema cuántico (como un fotón) recorriese completamente el interferómetro cada vez, el experimentador podía retirar o introducir aleatoriamente un semi-espejo en uno de los brazos del interferómetro una vez que el sistema cuántico se encontraba dentro de él. Los resultados obtenidos pusieron en duda que solamente la configuración inicial del aparato de medición cumpliera un papel determinante en el comportamiento del sistema cuántico: si el experimentador decide, de manera ?retardada?, cambiar la configuración del aparato, esta decisión también influye determinantemente en la naturaleza del sistema físico. Sin embargo, cuando consideramos esta clase de experimentos (denominados ?delayed-choice experiment?) con atención, aparecen algunas paradojas y preguntas: si la configuración inicial del aparato determinó un comportamiento corpuscular del sistema, al cambiar repentinamente esta configuración por una determinaría un comportamiento ondulatorio, ¿el sistema espontáneamente cambia de una naturaleza corpuscular a una ondulatoria? Más aún, ¿cómo el sistema cuántico ?sabe? que un cambio fue llevado a cabo en la configuración del aparato? ¿Cómo determinar y trazar el pasado de un sistema cuántico en esta clase de experimentos?Gracias al avance tecnológico de los últimos años, experimentos del tipo ?delayed-choice? fueron construidos a partir de principio de los años ?90, lo cual puso de nuevo sobre la mesa la discusión de cómo interpretar qué sucede con la naturaleza del sistema cuántico durante el experimento. En esencia, se pueden distinguir dos clases de enfoques o interpretaciones: por un lado, muchos autores han argumentado que esta clase de experimentos exigen una interpretación no-realista e instrumental de la mecánica cuántica (Healey 2012, Mohrhoff 1999, Manning at al. 2015). Por otro lado, otros autores, adoptando una posición realista, han argumentado que esta clase de experimentos son o bien casos donde se muestra que existe la retro-causalidad en el mundo físico (Wheeler 1978) o bien casos donde se muestra la existencia de evoluciones que viajan hacía el pasado (Vaidman 2014, Fearn 2016).La situación podría ser pensada en forma de dilema: (a) o bien uno adopta una posición instrumentalista pero renuncia a cualquier tipo de conocimiento acerca de qué sucede en el interior del interferómetro; (b) o bien uno adopta un punto de vista realista, pero asumiendo un compromiso con la existencia de retrocausación o evoluciones yendo hacia atrás en el tiempo. En este trabajo trataremos de adoptar un punto de vista distinto que permita eludir este dilema: en primer lugar, señalaremos que las interpretaciones realistas presentadas suponen una ontología de individuos, donde los sistemas cuánticos son consideramos como sustancias más propiedades. En segundo lugar, argumentaremos que es posible sortear el dilema si adoptamos una ontología modal de propiedades para la mecánica cuántica, donde los sistemas cuánticos son ?haces de propiedades posibles?. De esta manera, mostraremos que mucha de las preguntas planteadas al considerar experimentos ?delayed-choice? pierden su halo de misterio y perplejidad.