En la primera mitad del siglo XX, grandes científicos pugnaban por entender la Naturaleza. Las Física Cuántica y la Física Nuclear y de Partículas estaban empezando a desarrollarse como ramas diferenciadas. Grandes mentes como Einstein, Bohr, Born, Planck, Heisenberg, de Broglie, etc. realizaban sus experimentos y compartían sus teorías. El descubrimiento de nuevas técnicas de medida permitían desarrollar nuevas teorías, descubrir nuevos fenómenos y mejorar nuevamente los experimentos. Era una época dorada en la Física.
En esos tiempos la comunicación entre los diferentes equipos era complicada. Las distancias y las rivalidades complicaban el flujo de ideas. En 1911 el químico y político belga Ernest Gaston Joseph Solvay decidió patrocinar una conferencia o congreso científico. Con esta idea invitó a lo más granado del panorama científico, bajo la dirección de Hendrik Lorentz, a Bruselas entre los días 29 de octubre y el 4 de noviembre. A lo largo de esos días se produjeron conferencias y debates con el hilo conductor de la Radiación y los cuantos. El cruce de ideas y experimentos mentales en torno a la cuantización y sus consecuencias, liderado por el dúo de oposición Einstein-Bohr, fue todo un éxito. Solvay repitió su congreso hasta en once ocasiones con los parones debidos a las Guerras. El último fue en 1958.
Los primeros congresos dejaron de manifiesto la fuerte ruptura entre las dos formas de asimilar los descubrimientos cuánticos.
Por un lado estaban de forma destacada Bohr y su discípulo Heisenberg. Eran los partidarios de un mundo gobernado por la superposición de estados y la interferencia en la medida. El grupo de Copenhague o Copenhague-Gotinga.
Por otro estaba Einstein como máximo exponente del realismo. Reacios a admitir el azar y la probabilidad, se aferraban a la localidad y la interpretación clásica de la Naturaleza.
La Interpretación de Copenhague surge como consecuencia de la interpretación de la Ecuación de Schrodinger y la superposición de estados. Esta superposición y las observaciones realizadas al emplear la emisión en las nuevas técnicas de medida llevan a Bohr a definir el Principio de Complementariedad y a Heisenberg el Principio de Indeterminación. El primero sostiene que dos propiedades complementarias no pueden medirse con la misma precisión en el mismo instante. El segundo postula que no podemos conocer la posición y la energía de un sistema de forma simultánea. De ambas se puede inferir que no se puede observar la Naturaleza sin interactuar con ella, haciendo que los estados colapsen en un único resultado. Por lo que el mundo «real» es el colapso de los estados cuánticos.
Podemos resumir la Interpretación de Copenhague en seis puntos:
- La función de onda es una herramienta de cálculo probabilístico en el que se intenta determinar el estado siguiente.
- El estado de un sistema entre observaciones no puede definirse ni interpretarse.
- Los conceptos clásicos como onda o corpúsculo se refieren aspectos complementarios de los fenómenos físicos. Las “contradicciones” entre ambos aspectos se asumen por la complementariedad.
- Los sistemas cuánticos son de naturaleza tanto ondulatoria como corpuscular. Su manifestación dependerá del dispositivo de medida.
- El colapso de la función de onda es la determinación de uno de los posibles resultados de esa medida definido por la interacción con el dispositivo de medida.
- No existe una frontera precisa entre el dispositivo de medida y el sistema medido.
La idea de que el mundo que nos rodea está determinado por nuestra propia observación y de que los resultados se rijan más por un sistema probabilístico que por el determinismo, no convencía a muchos científicos. «Dios no juega a los dados» como dijo Einstein. Pero la Interpretación de Copenhague fue tomando fuerza según las teorías y experimentos diseñados para refutarla iban cayendo por su propio peso.
El más importante es el publicado en 1935 por Einstein y dos jóvenes físicos Boris Podolsky y Nathan Rosen. En un breve artículo describían un caso imaginario que pretendía demostrar las fisuras de la mecánica cuántica al demostrar la capacidad de medir una magnitud sin interferencias. Esta demostración teórica se denominó paradoja ERP o principio de localidad. Esta localidad ha sido muchas veces puesta a prueba, pero nunca se ha podido demostrar. De lo que no se puede concluir que la mecánica cuántica se rija por los principios de la Interpretación de Copenhague, pero si que la localidad clásica no es capaz de reproducir la Naturaleza de forma completa. Hay algo más que la manzana y la gravedad.
Las Interpretación de Copenhague es la primera de una serie de intentos de explicar la coexistencia de las descripciones cuánticas y clásicas de la Naturaleza. Alunas de las más significativas son la ortodoxa de von Neumann y Wigner, la de la onda-piloto de de Broglie, la causal de Bohm, la de muchos mundos de Everett, o la de las historias decoherentes de Griffiths, Omnés, Gell-Mann, Hartle y Zurek. Algunas han sido «descartadas». Otras denostadas desde el principio. Y otras han sido rescatadas y evolucionadas como la de Everett que ayudó a la definición de la decoherencia cuántica. Y el resto coexiste actualmente.
La Física Cuántica sigue siendo un mundo desconocido. Y cuanto más aprendemos más descubrimos que no sabemos y que se nos escapa a las «realidades» de nuestros días. La Interpretación de Copenhague es la primera reorganización mental que dieron los físicos para intentar normalizar la idea de que todo está relacionado. Y se encuentra aún vigente. A pesar de los años y los nuevos descubrimientos. Y parece difícil que la situación cambia por falta de experimentos que confirmen las nuevas interpretaciones.
Referencias:
