¿Cómo puede ser aleatoria e incierta la posición de una partícula en mecánica cuántica si ya está predeterminada en relatividad?

Question

En relatividad, que yo sepa, la trayectoria de un objeto viene descrita por su línea del mundo en el espaciotiempo, y como el tiempo forma parte de la geometría del espaciotiempo, la línea del mundo de un objeto -en cierto sentido- siempre existe en este "bloque de tiempo", como he oído decir al PBS espaciotiempo. Pero en mecánica cuántica (la interpretación de Copenhague), he oído que una partícula existirá en ( superposición de estar en) varios lugares a la vez hasta que se observa y la función de onda se colapsa y tiene una única posición.

Así que mi pregunta es, ¿cómo podrían conciliarse estos dos puntos de vista? Disculpas si he entendido algo mal.

Answer 1

El punto de vista de la relatividad especial es que bajo cualquier transformación de Lorentz (cambiar de un marco de velocidad constante a otro), las cosas nunca deberían ir más rápido que la luz. El punto de vista de la mecánica cuántica, desde mi punto de vista, es que se deben buscar ecuaciones de gobierno que lleven a la cuantización de cosas como los niveles de energía atómica a valores discretos, como se ha observado en la espectroscopia. Esto puede conciliarse encontrando una ecuación de gobierno que garantice todo lo anterior: que la información nunca viaje más rápido que la luz bajo transformaciones de Lorentz, y que lleve a la cuantización de los niveles de energía de las partículas de la manera observada en la naturaleza. La ecuación de Klein-Gordon fue el primer intento de conseguirlo, pero no funcionó. Finalmente se descubrió que la ecuación de Dirac cumple las propiedades deseadas. El libro de Freeman Dyson Mecánica cuántica avanzada ofrece información sobre el desarrollo de la mecánica cuántica relativista especial en las diez primeras páginas.

Mis disculpas si no es la explicación más rigurosa o interpretada profesionalmente.

Answer 2

La relatividad sólo es significativa para velocidades que sean fracciones significativas de la de la luz. La incertidumbre en el tiempo y el espacio de la mecánica cuántica son inversas a la energía y el momento. Por lo tanto, la relatividad y la mecánica cuántica no son importantes para el mismo problema.