¿La mecánica cuántica requiere no localidad?

Primero definamos qué es la localidad, siempre que haya varios significados diferentes. Por lo general, la teoría de la localidad de campo es una propiedad de interacción entre campos. En la teoría local, tal interacción entre cuantos de campos ocurre en un punto espacio-tiempo (no en un volumen). Esto excluye “acción a distancia”, “interacciones superluminales” y otros animales espeluznantes. Si pregunta si se necesita no localidad, yo diría que no. La mayoría de las teorías QFT en funcionamiento son locales, incluida la QED. No existen pruebas de teorías no locales en este momento. Sin embargo, la pregunta no se cierra por completo, hay estudios de teorías no locales y quién sabe cuál será el resultado de estas investigaciones. Por el momento, tales teorías parecen producir más problemas que resolver.

En el contexto de la localidad, la gente suele mencionar el teorema de Bell y especialmente el entrelazamiento de partículas cuánticas. Permítanme decir que ambos no tienen nada que ver con la localidad de interacciones, mencionada anteriormente. No hay acción a distancia, no hay ningún tipo de paradoja relacionada con el enredo. Cualquier resultado de cualquier “experimento enredado” es predicho con precisión por la teoría cuántica, basada en la localidad de las interacciones. La no localidad existe (en la mente de ciertas personas) solo como un artefacto de (mala) interpretación (de cierto tipo). No hay un solo fenómeno que requiera, para su explicación detallada, una nueva comprensión del enredo y la localidad. En particular, cualquier experimento realizado con fotones enredados se describe completa y precisamente por QED, que es la teoría local. El enredo, al ser un fenómeno trivial dentro de la teoría cuántica local, podría tener algún sentido práctico en la tecnología de información cuántica futura. Como un tema aplicado tiene pleno derecho a ser discutido. Pero no hay nada nuevo en el enredo desde los primeros días de la mecánica cuántica, y tampoco hay no localidad allí. Al menos ahora.

Esto depende de la interpretación elegida, pero la mayoría de las interpretaciones sí implican no localidad.

La interpretación de muchos mundos evita el problema de la no localidad, así como la mecánica de Bohmian, y el superrealismo de Gerard t’Hooft también evita la no localidad, pero no creo que me equivoque si digo que todas estas interpretaciones, aunque respetadas, no son convencionales por el momento.

Todas las interpretaciones principales de la mecánica cuántica implican no localidad.

Pero es importante entender lo que significa no localidad, ya que es más sutil de lo que la mayoría de la gente tiene en mente. Los eventos en el tejido del espacio-tiempo mantienen algún tipo de correlaciones que trascienden la transferencia de información, en cierto sentido, todo el universo está correlacionado pero de una manera tan sutil que la relatividad aún se mantiene perfectamente. Esto no es fácil de entender intuitivamente, ya que desafía nuestra percepción normal de lo que son los eventos, pero cuando se trata de procesos fundamentales, debemos abandonar nuestra intuición y seguir lo que la ciencia nos dice.

De alguna forma, sí. El teorema de Bell esencialmente implica que debes abandonar la realidad, la lógica o la localidad del espacio-tiempo. Para siempre me sorprende que los dos primeros estuvieran sobre la mesa en primer lugar, pero parece que ahí es donde van la mayoría de las interpretaciones de QM. Tim Maudlin ha escrito un excelente libro sobre lo que requiere la relatividad para no ser violado; Resulta que QM está en una tregua incómoda con la relatividad, pero en realidad no se puede señalar más rápido que la luz, a pesar de que la naturaleza puede mantener sus libros rectos aparentemente haciendo trampa.

La interpretación de la mecánica cuántica en muchos mundos es una teoría realista y local. El teorema de Bell requiere que una interpretación viole ya sea la definición contrafáctica o la localidad. Como el MWI viola el CFD, puede ser (y es) una teoría local.