Crítica de la Coherencia Cuántica Macroscópica o la violación del realismo a escala macroscópica

Abstract

La idea de preparar objetos macroscópicos en una superposición coherente de estados macro motivó a Leggett y a Garg (LG) proponer un protocolo experimental para poner a prueba un sistema de tres hipótesis de macrorealismo [1]. Su expectativa fue que, un resultado positivo de la prueba LG equivaldría a una violación del realismo (la hipótesis R1) a escala macroscópica. En nuestro análisis del planteamiento LG exponemos dos cosas. (1) Para que la prueba LG aporte un testimonio de no-realismo es necesario que las mediciones empleadas no perturben al sistema bajo prueba. (2) Es imposible sacar informaciónn de un sistema cuántico sin perturbarlo. La contradicción entre (1) y (2) nos lleva a la conclusión de abandonar el discurso del macro-realismo y extraer lo sustancialmente sano en la prueba LG, que son los correlatores temporales. Abandonando el discurso del macro-realismo, obtenemos dos formulas para los correlatores LG cuánticos: una con amplitudes de probabilidad y otra con observables dicotómicos. Nuestras derivaciones son rigurosas en el caso de mediciones proyectivas simples, demostrando as´ı la salud de los correlatores temporales en mecánica cuántica, lo que nos permitió dar a la prueba LG una perspectiva meramente cuántica. Estudiamos dos experimentos reportados en la literatura. Uno es el proceso de decoherencia cuántica de la precesión de espines en resonancia magnética nuclear [2] y en el otro demostramos la acción perturbadora de las mediciones negativas en un caminante aleatorio atómico (un átomo de Cesio en una retícula óptica) [3]. Los ejemplos nos permitieron concluir que la prueba LG es una buena sonda de la interacción de los sistemas micro con el entorno macro. Como un “certificado de coherencia” el correlator LG tendría valor en aplicaciones de la teoría de información cuántica. Otra aplicación es como medida de la pérdida de coherencia hacia el entorno macro.