La más poderosa La fórmula en física comienza con una S delgada, el símbolo de una especie de suma conocida como integral. Más adelante viene una segunda S, que representa una cantidad conocida como acción. Juntas, estas S gemelas forman la esencia de una ecuación que podría decirse que es el adivino del futuro más efectivo que se haya ideado hasta ahora.
La fórmula oracular se conoce como integral de trayectoria de Feynman. Por lo que saben los físicos, predice con precisión el comportamiento de cualquier sistema cuántico: un electrón, un rayo de luz o incluso un agujero negro. La integral de trayectoria ha acumulado tantos éxitos que muchos físicos creen que es una ventana directa al corazón de la realidad.
“Así es realmente el mundo”, dijo Renate Loll, física teórica de la Universidad de Radboud en los Países Bajos.
Pero la ecuación, aunque adorna las páginas de miles de publicaciones de física, es más una filosofía que una receta rigurosa. Sugiere que nuestra realidad es una especie de mezcla, una suma, de todas las posibilidades imaginables. Pero no les dice a los investigadores exactamente cómo llevar a cabo la suma. Así que los físicos han pasado décadas desarrollando un arsenal de esquemas de aproximación para construir y calcular la integral para diferentes sistemas cuánticos.
Las aproximaciones funcionan lo suficientemente bien como para que físicos intrépidos como Loll busquen ahora la integral de trayectoria definitiva: una que combina todas las formas concebibles de espacio y tiempo y produce un universo con la forma del nuestro como resultado neto. Pero en esta búsqueda por demostrar que la realidad es de hecho la suma de todas las realidades posibles, se enfrentan a una profunda confusión sobre qué posibilidades deberían entrar en la suma.
La mecánica cuántica realmente despegó en 1926 cuando Erwin Schrödinger ideó una ecuación que describía cómo los estados ondulatorios de las partículas evolucionan de un momento a otro. La siguiente década, Paul Dirac avanzó una visión alternativa del mundo cuántico. La suya se basaba en la venerable noción de que las cosas toman el camino de la “menor acción” para ir de A a B, la ruta que, en términos generales, requiere menos tiempo y energía. Richard Feynman luego tropezó con el trabajo de Dirac y desarrolló la idea, revelando la integral de ruta en 1948.
El corazón de la filosofía está a la vista en la demostración por excelencia de la mecánica cuántica: el experimento de la doble rendija.
Los físicos disparan partículas a una barrera con dos rendijas y observan dónde caen las partículas en una pared detrás de la barrera. Si las partículas fueran balas, formarían un grupo detrás de cada ranura. En cambio, las partículas caen a lo largo de la pared trasera en franjas repetidas. El experimento sugiere que lo que se mueve a través de las rendijas es en realidad una onda que representa las posibles ubicaciones de la partícula. Los dos frentes de onda emergentes se interfieren entre sí, produciendo una serie de picos donde la partícula podría acabar siendo detectada.
El patrón de interferencia es un resultado sumamente extraño porque implica que ambos caminos posibles de la partícula a través de la barrera tienen una realidad física.
La integral de trayectoria asume que así es como se comportan las partículas incluso cuando no hay barreras o rendijas alrededor. Primero, imagina cortar una tercera hendidura en la barrera. El patrón de interferencia en la pared del fondo cambiará para reflejar la nueva ruta posible. Ahora sigue cortando rendijas hasta que la barrera no sea más que rendijas. Por último, rellene el resto del espacio con "barreras" totalmente rendijas. Una partícula disparada a este espacio toma, en cierto sentido, todas las rutas a través de todas las rendijas hacia la pared del fondo, incluso rutas extrañas con desvíos en bucle. Y de alguna manera, cuando se resumen correctamente, todas esas opciones se suman a lo que esperaría si no hubiera barreras: un solo punto brillante en la pared del fondo.
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