Problema de la medición

La mecánica cuántica emplea dos reglas de evolución que no encajan. Mientras nadie mide, el estado de un sistema evoluciona de forma continua, determinista y reversible, según la ecuación de Schrödinger. Al medir, se obtiene un resultado único y definido, con probabilidades dadas por la regla de Born. El problema es que la teoría no dice qué cuenta como una medición, ni por qué hacen falta dos reglas distintas.

Por qué es un problema y no una molestia

Un aparato de medida está hecho de átomos y debería obedecer las mismas leyes que el sistema medido. Si la ecuación de Schrödinger vale siempre, al medir un sistema en superposición el aparato debería quedar él mismo en superposición de indicar un resultado y otro; y el observador que lo lee, también. La cadena no se corta en ningún punto privilegiado. El gato de Schrödinger (1935) es la ilustración de esa cadena llevada al absurdo, y fue concebido como objeción, no como maravilla.

John Bell insistió en que el fallo es de formulación: una teoría fundamental no debería contener en sus axiomas un término tan impreciso como «medición», que presupone la distinción entre aparato y sistema que la teoría debería explicar.

Tres problemas dentro del problema

Conviene separarlos, porque las interpretaciones responden a unos y no a otros:

  1. El problema de los resultados definidos. Por qué se observa un valor único y no la superposición.
  2. El problema de la base preferida. Por qué los resultados aparecen en ciertos términos (vivo/muerto, aquí/allí) y no en combinaciones de ellos, matemáticamente igual de legítimas.
  3. El problema de las probabilidades. De dónde sale la regla de Born y por qué esos números.

La decoherencia y lo que no resuelve

Todo sistema real interactúa con su entorno, y esa interacción destruye muy deprisa la interferencia entre componentes de una superposición: es la decoherencia (Zeh, Zurek, años setenta y ochenta). Explica por qué no se observan superposiciones en objetos grandes, y explica también el problema de la base preferida, porque el entorno selecciona qué magnitudes quedan estables.

Lo que la decoherencia no explica es por qué se obtiene un resultado concreto y no otro. Convierte una superposición en una mezcla estadística aparente, y sigue haciendo falta decir por qué la naturaleza escoge un término de esa mezcla. Presentar la decoherencia como solución del problema de la medición es un error frecuente en la divulgación.

Estado del debate

Un siglo después de la formulación de la teoría no hay acuerdo. Las respuestas rivales son las interpretaciones de la mecánica cuántica, y ninguna reúne una mayoría: la más votada, Copenhague, se queda en torno a un tercio tanto en el Big Mysteries Survey (35,7 %) como en la encuesta que Nature publicó por el centenario de la teoría (36 %).

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