Según uno de los principios más fundamentales en física, un observador en un tren en movimiento usa las mismas leyes para describir una pelota en la plataforma que un observador parado en la plataforma: las leyes físicas son independientes de la elección de un marco de referenciaLos marcos de referencia, como el tren y la plataforma, son sistemas físicos y, en última instancia, siguen reglas de mecánica cuántica. Pueden estar, por ejemplo, en un estado cuántico de superposición de diferentes posiciones a la vez. Entonces, ¿cuál sería la descripción de la pelota?como para un observador en una "plataforma cuántica"? Investigadores de la Universidad de Viena y la Academia de Ciencias de Austria demostraron que si un objeto en nuestro ejemplo, la pelota muestra características cuánticas depende del marco de referencia.sin embargo, todavía son independientes de él. Los resultados se publican en Comunicaciones de la naturaleza .
Los sistemas físicos siempre se describen en relación con un marco de referencia. Por ejemplo, una pelota que rebota en una plataforma ferroviaria se puede observar desde la plataforma misma o desde un tren que pasa. Un principio fundamental de la física, el principio de covarianza general, estableceque las leyes de la física que describen el movimiento de la pelota no dependen del marco de referencia del observador. Este principio ha sido crucial en la descripción del movimiento desde Galileo y fundamental para el desarrollo de la teoría de la relatividad de Einstein. Implica información sobresimetrías de las leyes de la física vistas desde diferentes marcos de referencia.
Los marcos de referencia son sistemas físicos, que finalmente siguen las reglas de la mecánica cuántica. Un grupo de investigadores dirigido por Časlav Brukner en la Universidad de Viena y el Instituto de Óptica Cuántica e Información Cuántica IQOQI-Viena de la Academia de Ciencias de Austria tienese preguntaron si es posible formular las leyes de la física desde el punto de vista de un observador "unido" a una partícula cuántica e introducir un marco de referencia cuántico. Pudieron demostrar que uno puede considerar cualquier sistema cuántico como un cuantomarco de referencia. En particular, cuando un observador en el tren ve la plataforma en una superposición de diferentes posiciones a la vez, un observador en la plataforma ve el tren en una superposición. Como consecuencia, depende del marco de referencia del observador si unobjeto como la pelota exhibe propiedades cuánticas o clásicas.
Los investigadores mostraron que el Principio de Covarianza se extiende a dichos marcos de referencia cuánticos. Esto significa que las leyes de la física conservan su forma independiente de la elección del marco de referencia cuántico ". Nuestros resultados sugieren que las simetrías del mundo tienen quese extienda a un nivel más fundamental ", dice Flaminia Giacomini, autora principal del artículo. Esta idea podría desempeñar un papel en la interacción de la mecánica cuántica y la gravedad, un régimen que aún está casi inexplorado, como se espera en ese régimenque la noción clásica de marcos de referencia no será suficiente y que los marcos de referencia deberán ser fundamentalmente cuánticos.
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Materiales proporcionado por Universidad de Viena . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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