12 junio, 2013

El principio de incertidumbre de Heisenberg está muerto

Una cosa es cierta: 
El principio de incertidumbre de Heisenberg está muerto. 



Hace unos meses (15 de Enero de 2012), la Scientific American sacó un artículo titulado "Una cosa es cierta: El principio de incertidumbre de Heisenberg no está muerto". Desafortunadamente, el contenido de su propio artículo demostraba lo contrario.

Esto es lo que llegamos a esperar de los medios del mainstream, en todos los temas y todos los escenarios: propaganda mal disimulada. Ni si quiera se preocupan de esconderte los datos,  tan seguros están de que te pueden decir lo que tienes que pensar con un simple título y un resumen. Te enseñan datos que refutan A, admiten que A ha sido refutado, pero luego de algún modo—milagrosamente—le dan un giro y todo es una gran confirmación de A. Crees en el título y en la embriagadora música y los violines. No crees en los datos.

Hasta el subtítulo contradice al título:

Los experimentos violaron la versión original de la famosa máxima de Heisenberg, pero confirmaron una formulación más moderna y clara.

Si los experimentos violaron la versión de Heisenberg, entonces esa versión está muerta, ¿no? La versión "más moderna" es de Earle Kennard, de 1927—que no es mucho más moderna (del mismo año). Y la Scientific American lo admite:

[La versión de Kennard] dice que no puedes suprimir las fluctuaciones cuánticas de la posición σ(q) y el cantidad de movimiento σ(p) a la vez menos de un cierto límite. La fluctuación existe sin importar si se mide o no, y la desigualdad no dice nada sobre lo que ocurre cuando se hace una medida. La formulación de Kennard es totalmente diferente de la de Heisenberg.

Ahí está, en cristiano, en su propio artículo: la versión de Kennard no dice nada de la medida y es totalmente diferente de la de Heisenberg. Por lo tanto, incluso aunque se pudiera mantener la versión de Kennard, la versión de Heisenberg está anulada. De acuerdo con la lógica de este artículo, el principio debería renombrarse el Principio de Fluctuación de Kennard o algo así.

Esto es muy curioso también:

La [versión] que usan los físicos en sus investigaciones todos los días y a la que se llama principio de incertidumbre de Heisenberg es de hecho la formulación de Kennard. Es aplicable universalmente y está cimentada con total seguridad en la teoría cuántica. Si se violara experimentalmente, toda la mecánica cuántica se vendría abajo. La formulación de Heisenberg, en cambio, se propuso como una conjetura, así que la mecánica cuántica no se ve agitada por su violación.

¿Disculpe?  ¿Toda la mecánica cuántica ha descansado sobre el principio de Kennard durante 85 años, y nadie ha oído hablar de él? ¿La formulación de Heisenberg era solo una conjetura, y la mecánica cuántica no se ve agitada por su violación? ¡Eso no es en lo que se nos ha adoctrinado durante ocho abominables décadas! ¿Nadie más se asombra de la desorientación premeditada? Esto es una maniobra psicológica, diseñada para comprobar tu cordura. Está diseñada para comprobar cómo de lavados están los cerebros del público. "¿Podemos decirles esto, y se lo creerán? Seguramente no." "Sí, se creerán lo que sea. Podrías decirles que es de noche con el sol dándoles en la cara"

Lo que esto significa es que el mainstream no va a cambiar sus teorías y sus charlas promocionales, vengan los datos que vengan. Van a seguir metiéndote por el gaznate el viejo dogma de todas formas, porque no se van a molestar en cambiar los libros de texto, ni siquiera los nombres. Acaban de admitir que el principio de incertidumbre de Heisenberg era una conjetura, que ha sido violada, y que ahora no es más que, básicamente, una montón de palabras inservibles. Pero ¿les desviará eso del camino? Como vemos aquí, la respuesta es no. Simplemente alterarán algunas notas a pie de página y seguirán como si nada hubiera pasado. Han estado haciendo eso durante décadas. Heisenberg seguirá siendo el chico del póster, y la mecánica cuántica seguirá siendo lo maś grande desde que se inventó la rueda, confirmada por todos los datos.

¿Por qué hacen esto? Hasta te lo dicen en el artículo:

Lo que el E=mc² de Einstein es a la teoría de la relatividad, es el principio de incertidumbre de Heisenberg a la mecánica cuántica—no es sólo una revelación profunda, sino que también es una fórmula icónica que reconocen hasta los que no son físicos.

No podían dejar que se fuera el principio de incertidumbre de Heisenberg, y esa es la razón. Es una parte demasiado grande del arsenal de relaciones públicas. Aunque muestran en el artículo que el principio de incertidumbre de Heisenberg no es una revelación profunda—recuerda, acaban de decir que era una conjetura, y que nada descansaba sobre ella en realidad—que lo tienen que mantener porque es icónico. Más que eso, es un pasaje de las escrituras. No te deshaces de las escrituras simplemente porque se demuestre que sean falsas. Las incluyes en el nuevo mito. Le das un giro. Las encalas y las vendes en volúmenes mayores incluso. 




Pero se pone peor. Resulta que la versión de Kennard es también una conjetura, nada descansa sobre ella y también está muerta. Como la versión de Heisenberg, siempre estuvo muerta. Ambas estaban muertos antes de llegar al hospital, han sido cadáveres movidos con palillos durante ocho décadas. El artículo de la Scientific American dice que si la versión de Kennard se violara experimentalmente, toda la mecánica cuántica se haría pedazos. Es gracioso,  porque es exactamente lo que dijeron de la versión de Heisenberg durante ocho décadas. Hasta que se violó experimentalmente, punto en el cual simplemente dieron un paso a un lado y siguieron como si nada. Y eso es exactamente lo que harán cuando la versión de Kennard sea violada. Se olvidarán de lo que dijeron antes, nadie se lo reprochará, y la reemplazarán con una tercera versión, sobre la cual descansará también la mecánica cuántica como roca firme.

Ten en cuenta que esto ya está ocurriendo, en el mismo artículo. Primero se nos da un giro de Heisenberg a Kennard, y luego de Kennard a Ozawa. Es cierto, Kennard ya ha sido falsado, y lo admiten en cierto sentido. De acuerdo con Ozawa y Hasegawa, las fluctuaciones no son suficientes. La nueva versión de Ozawa del principio de incertidumbre de Heisenberg combina las perturbaciones- error de Heisenberg con las fluctuaciones de Kennard. Así:

ε(q)η(p) + σ(q)η(p) + σ(p)ε(q) ≥ h/4π

El error es ε, la perturbación es η, y la fluctuación es σ. Pero espera, ¿no acaba de decirnos el autor que las perturbaciones-error de Heisenberg eran solo conjetura, y que violarlas no significaba nada para la mecánica cuántica? Entonces como se nos dice, de manos de Akio Hosoya, un físico teórico del Instituto Tecnológico de Tokyo,

La relación de incertidumbre de la perturbación-error es mucho más importante que la de las fluctuaciones.

Por Dios santo, ¡Qué cacao mental! Primero A está vivo, luego A está muerto, luego A es una conjetura sin ninguna importancia, luego A + B renace como el nuevo dogma.

¿Nadie se ha molestado en darse cuenta de que la última ecuación todavía está escrita en términos de posición q y de cantidad de movimiento p? Sin embargo los datos de Hasegawa se refieren a componentes de espín. ¿No podrían tener algo que ver con esto las interacciones de movimientos reales?¿No será un problema de experimentos específicos contra ecuaciones generales? No pensamos que las componentes de giro actúen como posición/cantidad de movimiento a nivel macroscópico; ¿por qué sí a nivel cuántico?



Como los físicos de los siglos XX y XXI han sido unos filósofos y lógicos tan terribles, nunca fueron capaces de encontrar la raiz del problema. Como he mostrado recientemente[por traducir], Mach[por traducir] y Kierkegaard y las malinterpretaciones de Hume les desviaron, y estaban más interesados en la novelería que en el rigor. Lo que provoca y subyace bajo la formulación de Heisenberg y la de Kennard es una pequeña verdad lógica que ha sido conocida durante siglos, y que no tiene nada que ver con el nivel cuántico. Es cierta a todos los niveles, incluido el nivel macroscópico, y tiene que ver con la operación de medida. Es cierto, es una simple regla operacional y nada más.

Increíblemente, el artículo de la Scientific American lo señala, aunque de forma oscura:

La formulación de Ozawa confirma una corriente emergente que sondea las bases de la física: labrar cuidadosamente lo que se ve en los experimentos de laboratorio—un llamado acercamiento operacional

Como ves, algunos parecen darse cuenta de que el principio de incertidumbre de Heisenberg es una cuestión operacional, pero no han desentrañado la operación todavía.
De lo que hay que darse cuenta en la formulación de Heisenberg y la de Kennard es de que las dos variables son funciones una de la otra. Más que eso, una variable es la derivada de la otra. En otras palabras, ambas versiones se refieren a la posición y a la cantidad de movimiento. Bien, la cantidad de movimiento es una función de la posición. Para hacerlo más simple aún, no hablaré de funciones. Hablaré solo de operaciones. Para calcular la cantidad de movimiento, tienes que calcular la velocidad. ¿Cómo mides la velocidad? ¿Puedes medir la velocidad a partir de una única posición? No. Necesitas al menos dos posiciones y un reloj para medir la velocidad. Incluso si ya tienes un fondo con marcas, sigues necesitando una posición inicial y otra final, lo que te da una distancia. La distancia dividida por el tiempo te da una velocidad. No puedes medir velocidad a partir de una única posición. Así que si estás mirando a la posición x y a la velocidad v, estás mirando en verdad a x y a Δx/t. Para "medir" x, necesitas x; y para medir v, necesitas x. Y para medir v, necesitas dos medidas de x. No puedes medir dos posiciones de la misma partícula con una única medida, ¿no?

Podrías decir, "Claro que sí, ¿por qué no? Simplemente, mide durante un tiempo y sigue mirando." Pero no importa, dos posiciones son dos medidas. No importa si las obtuviste manteniendo tus ojos abiertos o tus instrumentos encendidos. La cuestión es que no puedes tener dos medidas de posición al mismo tiempo. Cada posición existe en un instante diferente, por definición. Si cada posición existiera 
al mismo tiempo, el objeto no se movería y no tendría velocidad ni cantidad de movimiento.

En otras palabras, la variable velocidad depende del tiempo, y la variable posición no. La variable velocidad se puede escribir como la derivada de la variable posición. Así que las dos variables no son ni siquiera el mismo tipo de número. Una es una variable sin prima y la otra es con prima. Una es la variación de la otra. Y aún así se las mete en las ecuaciones sin analizar, como si nada importara.

Ya he mostrado como esta "incertidumbre" trepa hasta todas las medidas macroscópicas. Mostré en mi análisis de la medición histórica de la velocidad de la luz desde el monte Wilson al monte Baldy*[por traducir]. Y lo mostré más recientemente en mi análisis de los "neutrinos" que iban de Suiza a Italia en El gran follón de los neutrinos[por traducir]. La velocidad de aquellos neutrinos tiene un margen de error, ya sea en las matemáticas del mainstream o en las mías. Mostré que estaban usando el margen de error equivocado, pero en cualquier caso hay un margen de error y se debe a este problema de la posición y la velocidad. El margen de error es la incertidumbre. Eso es lo que un margen de error es. Eso es lo que la incertidumbre cuántica es—un margen de error en la operación provocado por el modo en que medimos la velocidad.

De este modo, Heisenberg estaba incluso más cerca de la verdad que Kennard. La incertidumbre es una función de la medida. No tiene nada que ver con fluctuaciones cuánticas. Pero no es una función de que nuestros instrumentos sean muy grandes o de que los cuantos sean muy pequeños. Ni tiene nada que ver la perturbación-error. Ni tiene nada que ver con probabilidades. Ni tiene nada que ver con el observador. No hay razón para dejar que se deslice hasta aquí la subjetividad o la indeterminación. Sí, implica indeterminación en cierto sentido, pero no el gran berenjenal filosófico que llamamos indeterminación ahora, que permite que cualquier tipo de magia se cuele en la física. Es mejor llamarlo margen de error, como se solía hacer—en tiempos en los que la física todavía era mecánica y estaba sana.

Esto también explica los datos del equipo de Yuji Hasegawa en Viena, los datos que le llevaron a esta última tormenta. Ten en cuenta que están midiendo componentes de espín, no posición y velocidad. Todos lo que sus datos nos dicen es que las componentes de espín se pueden medir con más precisión de lo que indica el principio de incertidumbre de Heisenberg. "Incluso aunque la fuente de error o perturbación se mantenga prácticamente a cero, las otras son finitas." Predigo que también resultará cierto respecto de otras parejas de variables que no sean derivadas una de la otra. En otras palabras, donde una variable no sea la velocidad o la aceleración de la otra variable. Estas componentes del espín pueden estar relacionadas directamente, y un espín puede ser incluso función del otro, pero los espines no son derivadas el uno del otro. Un espín no es la variación del otro espín. Esto hace que los espines obedezcan reglas operacionales simples y de margen de error, y no escurridizos principios de incertidumbre.

Ya ves, hay una razón por la que los físicos del mainstream están de acuerdo en reemplazar la versión de Heisenberg con la de Kennard u Ozawa, aunque necesite un desvío a machamartillo. La versión de Kennard es más escurridiza incluso que la de Heisenberg, y les da a los nuevos físicos más espacio para sus trucos. Les encantan las fluctuaciones, porque les dan todo tipo de flexibilidad. Ya habían asociado esas fluctuaciones cuánticas a las fluctuaciones del vacío, que les permitían amañar toda clase de roturas de simetría y pedir prestado del vacío y cosas así. Cada vez que tengas una fluctuación sin asignar, puedes llamarla espontánea y hacer lo que quieras con ella. Así es como funciona la nueva física.

Y la mezcla de Ozawa y Kennard es la más escurridiza de las tres.  Aunque no funciona en realidad en todas las combinaciones de variables sin forzarla muchísimo, es la preferida porque es más compleja. Como con la teoría nebular, o la teoría de las mareas, o la teoría orbital, cuando fallan diez teorías, no las desechas todas, sino que las combinas. Eso es lo que vemos aquí. Los datos han falsado en realidad tanto a Kennard como a Heisenberg, así que por supuesto lo que hay que hacer es combinarlos. Si pueden rellenar la nueva ecuación con unos veinte términos más, escritos en ecuaciones diferenciales parciales, Hamiltonianos, matrices y funciones del número imaginario i, entonces todos serán felices.

Una última cosa. Date cuenta de que no puedes leer el artículo o estudiar los datos de este problema a no ser que pagues 18$ a nature.com. Esto es típico de la nueva ciencia, esconder sus datos en revistas científicas caras y revistas populares propagandísticas. A mis críticos les gusta reprenderme por pedir una donación de 1$ al final de algunos de mis artículo, pero no tienen ningún problema con que los físicos del mainstream exijan dinero para ver sus datos. [Y estos 18$ son poco, normalmente es mucho más.] Esto a pesar del hecho de que a los investigadores ya se les ha pagado bien por hacer su investigación. Yo no daría una perra chica por la clase de artículo que tenemos en la Scientific American, y si os sirve de consejo, el artículo de Nature es igual de desastroso.

*Véase la parte IX.


Traducción de Roberto Conde.