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¿Es posible medir el espín de una partícula sin modificarlo?

Entiendo que el acto de medir una partícula en realidad la cambia. Mi pregunta es si esto se debe a que nuestro método de medición es rudimentario, y si es teóricamente posible determinar el espín sin cambiarlo,

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Digamos que la función de onda inicial de la partícula es una combinación de estados ascendentes y descendentes. Una vez que se mide el espín, digamos que a lo largo de una dirección concreta, la respuesta es arriba o abajo. No cualquier número intermedio. Y la función de onda colapsa instantáneamente a ese estado de espín. La medición en QM es probabilística. Es necesario medir, por ejemplo, 10000 veces con un conjunto de partículas en el mismo estado para llegar a una conclusión.

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¿Lo cambia durante cuánto tiempo? Inmediatamente vuelve a una superposición de estados.

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Si estás de acuerdo con la interpretación de conjunto de la mecánica cuántica. La mejor manera de interpretar el proceso de medición es el procedimiento para adquirir la información sobre el estado del sistema. Una vez que se mide cierto observable y se encuentra que tiene un cierto valor, entonces se especifica el sistema con el estado en consecuencia. Para especificar completamente el estado es necesario medir un conjunto completo de observables. La interpretación del colapso en el contexto de los sistemas enredados hace que las cosas sean complicadas de imaginar.

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ralphtheninja Puntos 24346

No hay nada parecido (todavía) a la medición del espín a nivel cuántico. Es la alineación del espín, o la antialineación del espín.

Por lo tanto, no hace falta decir que la alineación/antialineación no sería posible sin cambiarla, a menos que la partícula ya se encuentre (casualmente) en ese estado, lo cual no podrías saber, a menos que ya la hubieras alineado de esa manera mediante intento(s) anterior(es).

No existe un acto de medición del espín, sino un acto de alineación/antialineación del espín.

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foobar Puntos 11

¿es teóricamente posible determinar el giro sin cambiarlo?

No, el propio acto de medición perturba el estado de la partícula. Cuando termines de medir el espín de la partícula nunca podrás responder cuál era el estado de la partícula justo antes de la medición. En mecánica cuántica, no medimos una partícula porque eso no nos da nada. La medición se hace sobre un conjunto de partículas iguales, llamado conjunto, que están en el mismo estado.

Por ejemplo, digamos que sólo hay 3 estados posibles en los que puede colapsar la función de onda de estado. Si se mide el sistema 1000 veces y se obtienen partículas en el estado A durante 50 veces, lo mismo en el estado B y, finalmente, 900 veces en el estado C, entonces la probabilidad de encontrar la partícula en el estado C es del 90 por ciento. Así es como se hace una medición en mecánica cuántica.

También según la QM una partícula no tiene, por ejemplo, una posición precisa justo antes de medirla, es el proceso de medición el que la restringe a un estado concreto, que viene determinado por la ponderación estadística de la función de onda.

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Esto no es del todo correcto, ya que existen las denominadas mediciones sin demolición ( es.wikipedia.org/wiki/Medición_cuántica_no_demoledora ) que no aumentan la incertidumbre como resultado de la medición. Véase, por ejemplo, esta pregunta physics.stackexchange.com/questions/353142/ teniendo en cuenta que este tipo de experimento aún no se ha realizado para el espín.

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@ZeroTheHero Gracias por tu comentario. Actualizaré la respuesta y añadiré unas líneas sobre las medidas cuánticas de no demolición.

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student1 Puntos 18

Los científicos han conseguido realizar mediciones repetidas del espín de un electrón en un punto cuántico (QD) de silicio, sin cambiar el espín en el proceso. Este tipo de medición "no demoledora" es importante para crear ordenadores cuánticos tolerantes a fallos. Parece evitar el llamado efecto observador. Impresionante.

https://www.nature.com/articles/s41467-020-14818-8?fbclid=IwAR0LJCav4G_19Pe1Jm7_gB_Zw9iyLSy-0ccanAMf1DOvb-vBEf8pC0f1xwc

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