Metafísica y física cuántica: El experimento de la doble ranura

Solemos concebir la Física como algo muy alejado de la Filosofía, pero siempre han estado muy ligadas, y ahora más que nunca con la aparición de la física cuántica. Esto es muy visible con el experimento de la doble rendija:

El experimento consiste en un proyector de partículas que dirige su haz contra una pantalla con una pequeña ranura, tras la que se ubica una segunda pantalla que refleja los impactos que han atravesado la ranura.

 

Si duplicamos la ranura, esperamos obtener dos marcas, referentes a cada ranura, tal que así:

 

 

Esto será lo que sucede con partículas, pero, ¿Qué sucede si cambiamos las partículas por ondas?

Al igual que sucede en un estanque o un líquido, las perturbaciones, al llegar a un hueco, funciona como una nueva fuente de ondas, duplicando la emisión de ondas desde ese nuevo punto.

 

En la imagen roja vemos la ranura con partículas y en la segunda, en azul, con ondas.

 

Como podemos observar en la pantalla que refleja los impactos, las ondas se entremezclan e interfieren unas con otras, dando lugar a patrones sumatorios en la ultima pantalla. Esto sucede con la luz, que se comporta como una onda, dando lugar al siguiente experimento:

Ahora entra en juego la siguiente parte del experimento: ¿Qué sucede cuando en vez de enviar una gran fuente de ondas, enviamos paquetes discretos de los mismos? Enviando los electrones de uno en uno, seguiremos obteniendo los mismos patrones que obtenemos con la fuente constante de ondas. Esto no resulta intuitivo, ya que, sin las interferencias del resto de ondas, debería comportarse, en principio, como una partícula, y con el paso del tiempo y enviando un electrón cada vez, deberíamos acabar obteniendo simplemente dos bandas correspondientes a cada una de las dos rendijas. Pero en lugar de acabar obteniendo este dibujo de únicamente dos bandas en la última pantalla, acabamos obteniendo el dibujo correspondiente a la interferencia de múltiples ondas. Es como si el electrón se desdoblara y pasara simultáneamente por ambas ranuras, interfiriendo consigo mismo.

La cuestión más interesante, es que, si situamos un detector de partículas delante de las ranuras, la partícula que enviamos se comporta como una partícula y no como una onda, dando lugar a un patrón de solo dos ranuras. Esto da lugar a cuestiones metafísicas muy interesantes: ¿Cómo puede un simple detector hacer que la partícula se comporte como partícula o como onda?

Parece que, si no hay detector, la partícula se comporta como una partícula normal, pero si no hay un detector, la cuántica revela su lado más místico y evoluciona según la función de onda, y esto sucede con cualquier partícula subatómica

 Esto confronta con la noción de ubicación y localización ¿Como puede algo estar en dos partes al mismo tiempo como sucede con las ondas que evolucionan conforme a la función de Schrodinger? 

¿Interviene el observador en la esencia de las cosas? ¿Algo solo existe de manera certera en una ubicación concreta cuando es medido? ¿Cómo puede influir el observador en los fenómenos físicos?  

Por otro lado, esta suerte de aleatoriedad de la naturaleza respecto a la evolución de las partículas a nivel subatómico puede presentarnos una huida al fatalismo o el determinismo físico, dandonos un argumento para defender, desde la Física, la libertad individual metafísica.