La Rareza Cuántica se Sustituye por la Dinámica Clásica de Fluidos

Por: William Brown, Biofísico de Resonance Science Foundation

Un equipo de científicos franceses, dirigido por los físicos Yves Couder y Emmanuel Fort, investigó posibilidades alternativas en la interpretación de la dualidad onda-partícula del experimento de la doble rendija observando el rebote de las gotas en un baño de aceite que vibra. Los notables resultados han llamado la atención del público, ya que este enfoque puede resolver algunos de los comportamientos más extraños de las partículas a escala cuántica. Couder y Fort demuestran en un sencillo experimento que la dinámica de fluidos puede ser el mecanismo clásico subyacente de los comportamientos extraños aparentes de las partículas cuánticas sin recurrir a la necesidad de una interpretación misteriosa y aparentemente mágica de la teoría cuántica moderna.


Tengo la firme convicción de que las últimas siete décadas del siglo XX pasarán a la historia como la edad oscura de la física teórica. - Carver Mead (de su libro Collective Electrodynamics).

Ya no considero que esta interpretación [estadística] sea finalmente satisfactoria, aunque resulte útil en la práctica. A mí me parece que significa una renuncia, demasiado fundamental en principio, a todo intento de comprender el proceso individual. - Erwin Schrödinger


Ingrese en las rarezas cuánticas: dualidad onda-partícula, no localidad, túnel cuántico, mundos múltiples, retrocausalidad, teleportación cuántica, entrelazamiento, indeterminismo y resultados dependientes del observador. No es de extrañar que los físicos se hayan vuelto medio locos en los últimos 70 años, desde el desarrollo de la Interpretación de Copenhague -por Niels Bohr y Werner Heisenberg- en un intento de describir los resultados del experimento de la doble rendija de Thomas Young. Aunque hoy en día este modelo es sin duda el paradigma de consenso, Albert Einstein impugnó enérgicamente esta interpretación de la mecánica cuántica. Sin embargo, en un famoso debate celebrado en 1929 se consideró que Bohr había superado a Einstein en su capacidad para explicar los fenómenos observados en los experimentos cuánticos con la Interpretación de Copenhague. En retrospectiva, es evidente que Einstein no fue superado, sino que se adelantó demasiado a su tiempo, ya que hubo varios descubrimientos importantes que no se harían hasta dentro de 20 o 30 años y que habrían ofrecido a Einstein y a su posición teórica un fuerte apoyo empírico, como por ejemplo:

1933 Corriente persistente en un anillo superconductor
1933 Expulsión del campo magnético por el superconductor
1954 Máser
1960 Láser atómico
1961 Flujo cuantizado en un anillo superconductor
1962 Láser semiconductor
1964 Dispositivo superconductor de interferencia cuántica 
1980 Efecto Hall Cuántico Entero
1981 Efecto Hall cuántico fraccionario
1996 Condensado de Bose-Einstein
2001 Entrelazamiento macroscópico

Cada uno de estos descubrimientos ha marcado una profunda diferencia en la forma de ver el mundo físico. Cada uno de ellos representa un estado coherente y colectivo de la materia. Cada uno encarna un principio cuántico fundamental, que se exhibe a escala macroscópica. Cada uno ha sido investigado exclusivamente por medios electromagnéticos. Sin embargo, ha habido explicaciones alternativas para los fenómenos cuánticos que, a diferencia de la Interpretación de Copenhague, mantienen el determinismo y el realismo, donde los acontecimientos a escala cuántica no son inherentemente estocásticos, o probabilísticos, y no son totalmente contingentes al acto de observación - el observador sólo influye en los experimentos en virtud de ser ellos mismos un conjunto cuántico macroscópico.

Una de estas explicaciones, con fuerte apoyo teórico y empírico, es la teoría de la onda piloto, desarrollada por Louis de Broglie en 1927, y que posteriormente se convirtió en la interpretación causal De Broglie-Bohm de la mecánica cuántica. La teoría de la onda piloto contiene la función de onda normal asociada a la mecánica cuántica (una amplitud de probabilidad que describe todas las configuraciones posibles en el espacio, que se considera una abstracción puramente matemática), pero también una configuración de la función de onda real en el espacio, que existe independientemente de si se observa o no, es decir, es real.

Curiosamente, recientemente se han realizado experimentos que demuestran que esta interpretación de la mecánica cuántica puede tener apoyo empírico. Los físicos Yves Couder y Emmanuel Fort han reproducido muchos de los efectos observados en los experimentos cuánticos, pero lo han hecho utilizando un sistema macroscópico. Haciendo vibrar rápidamente un baño de aceite, Couder y Fort consiguieron hacer rebotar gotas de silicona en la superficie, y en lugar de hundirse en el fluido, las gotas producen ondas a través del medio mientras "caminan" por la superficie. 

 

Los investigadores crearon un sistema macroscópico de ondas piloto capaz de reproducir todas las características que antes se consideraban exclusivas de la escala cuántica, como la difracción de una sola partícula, la formación de túneles, las órbitas cuantizadas y la división de niveles orbitales. Ahora estos sistemas se conocen como análogos cuánticos hidrodinámicos. A pesar del éxito de estos experimentos y del aparente restablecimiento de la cordura que proporcionan, muchos físicos siguen siendo escépticos sobre la capacidad de las teorías de ondas piloto para explicar con precisión todos los fenómenos cuánticos. 

Una de estas áreas de controversia es la cuestión de la no localidad. Según la Interpretación De Broglie-Bohm, los sucesos cuánticos son intrínsecamente no locales: porque el vector de cualquier partícula es una función de la onda piloto, que depende de la configuración global de todo el universo. El problema surge cuando muchos físicos afirman que la dinámica de fluidos de los análogos cuánticos hidrodinámicos, como el sistema de Couder y Emmanuel, no puede explicar la no localidad.

Ahora entra en escena el físico Nassim Haramein, que ha descrito cómo la no localidad puede darse en un sistema hidrodinámico análogo al espaciotiempo. Durante años, Haramein ha afirmado que el experimento de la doble rendija y la interpretación de Copenhague podrían reinterpretarse en la dinámica de fluidos, donde el fluido es la estructura del espaciotiempo y, a nivel cuántico, está compuesto por pequeños osciladores electromagnéticos del tamaño de Planck, también conocidos como la energía del vacío del punto cero en la teoría cuántica de campos. En sus primeros trabajos con la Dra. Rauscher, él describió la dinámica de fluidos del espaciotiempo incorporando los efectos de torsión y Coriolis a las ecuaciones de campo de Einstein, mostrando que la estructura del espaciotiempo no se curva simplemente para producir la gravedad, sino que también se curva, como el agua que gira por el desagüe.

En su último trabajo, Quantum Gravity and the Holographic Mass, Haramein demuestra que calculando la relación de proporción entre los osciladores de Planck del vacío de superficie a volumen (en la analogía del agua serían los átomos de las moléculas de agua que componen el fluido), se podría obtener el valor exacto de la masa gravitatoria de los agujeros negros, que se obtiene típicamente utilizando la relatividad general de Einstein.  Aplica la misma técnica al nivel cuántico de los protones y obtiene la respuesta correcta también para la masa del protón y su radio, unificando la teoría gravitacional con el mundo cuántico, o gravedad cuántica.

Durante sus cálculos de la masa holográfica, Haramein descubrió que toda la información de todos los demás protones del universo era equivalente, en términos de energía, a todas las pequeñas fluctuaciones del vacío de Planck dentro del volumen de un protón, como si todos estuvieran conectados a través de este campo "fluido" fundamental por una red de "remolinos" de microagujeros de gusano, de lo que habló en charlas públicas y en la conferencia  CASYS ’11 conference en Bélgica.

Para entender esto, miramos más allá de lo que es directamente obvio, vamos más allá de la superficie de lo que se ve, y en las profundidades por debajo para obtener la comprensión de cómo la no localidad puede estar trabajando en un sistema hidrodinámico. Si bien es cierto que en la superficie, cuando la gota de silicio rebota produciendo ondas, no vemos ninguna conexión obvia entre los vórtices y remolinos que se crean, si pudiéramos mirar por debajo de la superficie podríamos ver algo bastante sorprendente.

En la dinámica de fluidos, se ha observado que dos vórtices o remolinos, cuando se producen simultáneamente (como en los experimentos de entrelazamiento), permanecen realmente conectados bajo la superficie a través de un túnel de vórtices, ¡como un agujero de gusano! Este túnel de vórtices bajo la superficie permitiría una conexión aparentemente oculta entre las "partículas-ondas", y permitiría su correlación incluso a través del tiempo y el espacio. Tales agujeros de gusano fueron descritos por Einstein y Rosen (puentes ER) y más tarde por John Wheeler como una consecuencia lógica de la geometrodinámica - la descripción topológica del espaciotiempo. ¿Podrían utilizarse ahora también para describir el reino cuántico? En su último trabajo, el aclamado físico Leonard Susskind, colaborador del principio holográfico, demostró que el entrelazamiento entre partículas puede deberse a redes de agujeros de gusano en la estructura del espaciotiempo. A partir de todo esto, se está desarrollando una imagen completamente nueva del mundo cuántico, en la que las interacciones y el comportamiento entre partículas, que antes se encontraban en el ámbito de la rareza mágica cuántica, se encuentran ahora fundamentados en mecanismos muy claros de la propia estructura del espaciotiempo. 

A medida que sigamos investigando nuestro universo físico de formas cada vez más inteligentes, puede que empecemos a volver a un sentido de unificación -dejando atrás la visión dicotómica del mundo cuántico y relativista- y descubriendo cada vez más que hay una gran coherencia, resonancia y unidad en nuestra realidad.

 

Leer más: http://phys.org/news/2013-07-fluid-dynamics-mimic-quantum-mechanics.html#nRlv http://phys.org/news/2013-11-oil-mysteries-quantum-world.html

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