¿Existe algún experimento que verifique que el colapso del estado cuántico es un proceso físico o de la realidad? ¿O el colapso del estado cuántico es sólo interpretación, pero no es un proceso físico?
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enedil
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Esto es complicado. En primer lugar, señalaré que la pregunta que plantea gira en torno a un punto filosófico. La doctrina de realismo científico afirma que las cosas que mide la ciencia son realmente cosas reales, parte de la realidad. Según esta doctrina, cosas como los átomos y los fotones son reales en el sentido más estricto de la palabra. Contrasta con instrumentalismo que sostiene que las cosas de las que habla la ciencia no son más que modelos eficaces que sirven para crear predicciones precisas de lo que ocurre en el mundo físico, pero no afirma que sean reales. Un instrumentalista predeciría felizmente el comportamiento de un sistema utilizando fotones como herramienta, pero no daría el paso adicional de afirmar que son reales.
Basándome en la redacción de su pregunta, asumo que está hablando desde la perspectiva del realismo científico, en la que asumimos que si nuestros modelos científicos siempre funcionan, entonces las cosas de las que hablan son "reales". En este sentido, la mecánica cuántica es real . No tenemos experimentos que demuestren que es errónea, y sí muchos experimentos que demuestran que las formas más sencillas de concebir las cosas, como la mecánica clásica, no son correctas.
Hace poco escribí una respuesta sobre este tema, en relación con el significado del experimento de la doble rendija . El experimento de la doble rendija es probablemente el experimento más famoso que demuestra la mecánica cuántica, y las variantes cuánticas de borrado de las mismas son las más difíciles de explicar sin la mecánica cuántica. Resulta que puede explicarlos utilizando la mecánica clásica, pero hay que recurrir a la retrocausalidad, que es cuando un suceso futuro afecta a un suceso pasado. En general, no nos gusta pensar así en física, así que estamos mucho más contentos con una explicación cuántica, que es mucho más compleja pero es puramente causal en el sentido normal.
En cuanto al estado cuántico colapso que se considera una interpretación, no una realidad física. De hecho, hay interpretaciones de QM que no tienen colapso de estado. El colapso de estado cuántico es una forma de explicar lo que vemos en QM si suponemos que nosotros y nuestras herramientas de observación somos dispositivos "clásicos" que pueden explicarse únicamente por medios clásicos, pero el objeto estudiado (quizás un núcleo) muestra comportamientos cuánticos. Las interpretaciones predicen lo que veremos, en un sentido estadístico.
La teoría más "real" es la decoherencia. Las teorías basadas en la decoherencia cuántica suponen que nosotros y nuestros dispositivos de medición nos regimos por la mecánica cuántica, pero que lo que decidimos medir es algo estadístico, como el espín medio esperado de 100.000.000.000 de electrones. A estas grandes escalas, nos encontramos con que el efecto de "girar la manivela" de las ecuaciones de la mecánica cuántica (también conocido como "callarse y calcular") con un montón de átomos que están en un estado "aleatorio" produce resultados que se acercan cada vez más a lo que la mecánica clásica afirma que ocurre. Y por más cerca me refiero a tan increíblemente cerca de los comportamientos clásicos que nunca hemos observado, y probablemente nunca observaremos, un objeto macroscópico grande que demuestre comportamientos cuánticos.
Así que QM es real en el sentido del realismo científico. El colapso de estado en sí es un efecto de la interpretación, pero hay un efecto real de QM que se produce cuando se trata de grandes cantidades de dimensiones de estado distribuidas estadísticamente que se acerca rápidamente a lo que llamamos "colapso."
Johan K. Jensen
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El experimento de las dos rendijas es un método "clásico" que verifica el colapso del estado cuántico. Este colapso del estado de onda es un proceso real de la naturaleza (y, por tanto, un proceso de la realidad), que resulta cuando un sistema en superposición de otros estados microscópicos interactúa con un dispositivo de medición macroscópico. Hay muchas formas de interpretar el cómo y el porqué de ese colapso, pero todos los físicos coinciden en que es un proceso que ocurre en la realidad.
Por ejemplo aquí para la interpretación de Copenhague, quizá la más popular, y aquí para muchas otras interpretaciones.
Ahora bien, dicho esto, su pregunta sobre el "proceso físico" es si el proceso de colapso es o no físico en que ¿existen ecuaciones dinámicas que describan este colapso ? La respuesta es no. No se puede llamar "colapso" a un proceso dinámico. Esta cuestión es muy filosófica. Así que, una vez más, le recomiendo que lea las interpretaciones anteriores.
