¿Cuál es el fenómeno más extraño que conoces de la mecánica cuántica?

Hay dos fenómenos poco intutitivos en mecánica cuántica (el problema de la medida y el entrelazamiento cuántico) que de hecho están relacionados, por lo que podría considerarse un fenómeno con múltiples manifestaciones. De hecho casi todas las discusiones y debates polémicos sobre la mecánica cuántica hasta la fecha tienen que ver con ese aspecto.

El asunto tiene que ver con el llamado IV postulado de la mecánica cuántica. Vamos a tratar de explicarlo didácticamente. Mientras un sistema cuántico no se observa y se deja evolucionar libremente, evoluciona de manera determinista (según la ecuación de Schrödinger, de Dirac o el modelo que se desee). Pero en el momento que se intenta hacer una medición, el estado queda irreversiblemente alterado y evoluciona hacia otro estado compatible con la medida (el estado original podría ser una superposición incoherente, como en el gato de Schrödinger: “vivo + muerto”). Este cambio en el estado se llama de diferentes maneras, pero típicamente se denomina colapso de la función de onda. Ese proceso, es irreversible, aleatorio y fuente de todas las difícultades, los físicos difieren sobre como interpretar que está pasando y por eso existe el debate sobre las difernetes “interpretaciones de la mecánica cuántica”.

El experimento de Einstein-Podolsky-Rosen asume que dos partículas con entrelazamiento cuántico (sus propiedades están ligadas de por alguna ley de conservación) se separan una distancia muy grande, y cuando a una distancia muy grande se mide sobre una de ellas una de las magnitudes entrelazadas. Entonces de manera abrupta, aleatoria e impredictible la otra partícula entrelazada que podría estar casi en el otro extremo del universo sufre un “cambio de estado” o “colapso de su función de onda” de tal manera que si más tarde medimos sobre ella el valor de la magnitud entrelazada será compatible con la primera. Lo raro es que el efecto de la primera medida sobre la primera partícula entrelizada se puede transmitir a una velocidad superior a la de la luz (este aspecto disgustaba a Einstein). En los años 1980 se realizaron casos reales de este tipo de experimento por parte de Alain Aspect, que parecían quitar la razón a Einstein. Como se puede ver existe una tensión entre la teoría de la relatividad no cuántica y este aspecto del colapso instantáneo de la función de onda (por el momento nadie tiene idea de como explicar esto).

Los físicos no están muy preocupados porque se ha probado que por este procedimiento de entrelizamiento no es posible transmitir “información” no aleatoria a velocidades superiores a las de la luz, pero obviamente es altamente insatisfactorio entender bien, cómo, cuando y porqué en un momento preciso se produce ese colapso de la función de onda.