Dado que casi todo está descohesionado, ¿por qué podemos hacer superposiciones en el laboratorio?

Question

Sabíamos que una de las razones por las que la mayoría de los experimentos de mecánica cuántica deben realizarse a baja temperatura y aislados del entorno es para preservar la coherencia necesaria para que los estados cuánticos estén en superposición y entrelazados, ya que el entorno, a través de la einselección, entrelazará algunos de los estados en el espacio de Hilbert del sistema cuántico, convirtiéndolos en estados puntuales y, por lo tanto, filtrando la información sobre la relación de fase en el entorno, haciendo que la coherencia se pierda en favor del ruido, además de aumentar la entropía del universo.

Así pues, dado que casi todos los materiales de partida que utilizamos para organizar un experimento cuántico, desde los emisores de fotones hasta los imanes, etc., se perciben como clásicos, cuando creamos un estado de superposición en el laboratorio (ya sea sometiendo a algún átomo a la oscilación Rabi o a algún otro medio), ¿estamos introduciendo realmente una nueva relación de fase en los observables de interés para el sistema, permitiendo así que se produzcan superposiciones, o estamos recuperando de algún modo parte de la relación de fase que se filtra al entorno?

Otra forma de formular esta pregunta, al crear un estado puro en el laboratorio, que comienza siendo muy ruidoso y clásico como descrito por un montón de partículas en estados puntuales, ¿estamos realmente disminuyendo la entropía de la región donde se crea el estado puro, y aumentándola en otros lugares de acuerdo con la segunda ley de la termodinámica?

Answer 1

Para obtener estados coherentes hay que establecer las condiciones de contorno de un montaje mecánico cuántico, donde la solución será elegida por las condiciones de contorno.

En el experimento de la doble rendija un electrón a la vez, definimos el momento del electrón que incide en las dos rendijas, la anchura de cada rendija y la distancia entre ellas de forma que sean del mismo orden que la onda de Broglie, y he aquí que obtenemos el patrón de interferencia de la función de onda del electrón a estas condiciones de contorno.

El aumento del orden en el patrón se compensa con el aumento del desorden en el entorno donde se crean las condiciones de contorno para el patrón: en los campos magnéticos y eléctricos que dan el momento específico al electrón.

Cada experimento de mecánica cuántica es una solución de una función de onda específica que se estudia. Por supuesto, para montar el experimento se genera mucho desorden, cumpliendo la ley de entropía.