El título es ligeramente engañoso. Realmente quiero saber si la aleatoriedad y las probabilidades que se observan en la mecánica cuántica son realmente el resultado de un sistema caótico (aunque determinista).
Si no es simplemente un sistema caótico, ¿cómo lo sabemos?
Supongo que cuando hablas de aleatoriedad estás pensando en el colapso de la función de onda y que el resultado del colapso es aparentemente aleatorio. Si es así, la mayoría de nosotros creemos actualmente que la aleatoriedad es sólo aparente y es el resultado de decoherencia .
La decoherencia describe la interacción de un sistema cuántico con el entorno que lo rodea. Es imposible aislar completamente cualquier sistema de su entorno y eso significa que el sistema debe interactuar con el entorno y verse afectado por él. Por ejemplo, si se mide el espín de un electrón para saber si está arriba o abajo, usted y su equipo están interactuando con el electrón. Como el entorno (es decir, tú) tiene tantos grados de libertad, la interacción parece aleatoria, pero en realidad es determinista y la aleatoriedad es sólo un reflejo de nuestro limitado conocimiento.
Si la mecánica cuántica es una teoría emergente que surge de alguna teoría más profunda es una cuestión abierta. Véase, por ejemplo Mecánica cuántica determinista en este sitio. Hay puntos de vista diferentes sobre esto y ambos lados incluyen físicos muy respetados. No creo que los espectadores como nosotros podamos juzgar quién tiene razón.
Quiero examinar si la pregunta dilucidada:
la aleatoriedad y las probabilidades que se observan en la mecánica cuántica son en realidad el resultado de un sistema caótico (aunque determinista).
puede responderse de forma positiva o negativa.
Desde el entrada de wikipedia se tiene una definición adecuada de caos determinista :
Pequeñas diferencias en las condiciones iniciales (como las debidas a errores de redondeo en el cálculo numérico) producen resultados muy divergentes en estos sistemas dinámicos, lo que hace imposible la predicción a largo plazo en general. Esto sucede a pesar de que estos sistemas son deterministas, lo que significa que su comportamiento futuro está totalmente determinado por sus condiciones iniciales, sin que intervengan elementos aleatorios. En otras palabras, la naturaleza determinista de estos sistemas no los hace predecibles. Este comportamiento se conoce como caos determinista, o simplemente caos.
¿Entran en esta definición las soluciones mecánicas cuánticas y los valores de expectativa?
1)
lo que hace imposible las predicciones a largo plazo en general
no describe las soluciones de la mecánica cuántica, que sí ofrecen predicciones a largo plazo en un formato probabilístico.
2)
estos sistemas son deterministas, lo que significa que su comportamiento futuro está totalmente determinado por sus condiciones iniciales, sin que intervengan elementos aleatorios.
Las soluciones mecánicas cuánticas dan probabilidades de realización, por lo que el comportamiento futuro no está totalmente determinado.
Así que no, la Mecánica Cuántica no entra en el ámbito de las matemáticas conocido como teoría del caos determinista, con sus atractores extraños, etc.
1* Abajo
La teoría del caos estudia el comportamiento de los sistemas dinámicos que son muy sensibles a las condiciones iniciales. Algunos sistemas cuánticos son sensibles a las condiciones iniciales, como los sistemas de espín en un campo magnético dependiente del tiempo; un ejemplo aproximado. Algunos sistemas son caóticos, otros no.
La probabilidad y lo que usted llama "aleatoriedad" surgen porque no podemos observar un sistema sin cambiarlo. Tenemos probabilidades al observar un sistema de observar múltiples valores; ¡no confundas esto con el caos!
¡Salud!
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