La interpretación de Copenhague es una colección de puntos de vista sobre el significado de la mecánica cuántica atribuida principalmente a Niels Bohr y Werner Heisenberg . [1] Es una de las más antiguas de las numerosas interpretaciones propuestas de la mecánica cuántica , ya que sus características datan del desarrollo de la mecánica cuántica durante 1925-1927, y sigue siendo una de las que se enseña con mayor frecuencia. [2]
No existe una declaración histórica definitiva de lo que es la interpretación de Copenhague. Hay algunos acuerdos y desacuerdos fundamentales entre las opiniones de Bohr y Heisenberg. [3] [4] Por ejemplo, Heisenberg enfatizó un "corte" agudo entre el observador (o el instrumento) y el sistema observado, [5] : 133 mientras que Bohr ofreció una interpretación que es independiente de un observador subjetivo o medida o colapso, que se basa en un proceso "irreversible" o efectivamente irreversible, que podría tener lugar dentro del sistema cuántico. [6]
Las características comunes a las interpretaciones tipo Copenhague incluyen la idea de que la mecánica cuántica es intrínsecamente indeterminista, con probabilidades calculadas utilizando la regla de Born y el principio de complementariedad , que establece que los objetos tienen ciertos pares de propiedades complementarias que no pueden observarse o medirse simultáneamente. [7] Además, el acto de "observar" o "medir" un objeto es irreversible, no se puede atribuir ninguna verdad a un objeto excepto según los resultados de su medición . Las interpretaciones tipo Copenhague sostienen que las descripciones cuánticas son objetivas, en el sentido de que son independientes de la arbitrariedad mental de los físicos. [8] : 85–90
A lo largo de los años, ha habido muchas objeciones a aspectos de las interpretaciones tipo Copenhague, incluida la naturaleza discontinua y estocástica del proceso de "observación" o "medición", la aparente subjetividad de requerir un observador , la dificultad de definir lo que podría contar como un dispositivo de medición, y la aparente confianza en la física clásica para describir tales dispositivos.
A partir de 1900, las investigaciones sobre los fenómenos atómicos y subatómicos obligaron a revisar los conceptos básicos de la física clásica . Sin embargo, no fue hasta que transcurrió un cuarto de siglo que la revisión alcanzó el estatus de una teoría coherente. Durante el período intermedio, ahora conocido como la época de la " vieja teoría cuántica ", los físicos trabajaron con aproximaciones y correcciones heurísticas a la física clásica. Los resultados notables de este período incluyen el cálculo de Max Planck del espectro de radiación del cuerpo negro, la explicación de Albert Einstein del efecto fotoeléctrico , el trabajo de Einstein y Peter Debye sobre el calor específico.de sólidos, la prueba de Niels Bohr y Hendrika Johanna van Leeuwen de que la física clásica no puede explicar el diamagnetismo , el modelo del átomo de hidrógeno de Bohr y la extensión del modelo de Bohr de Arnold Sommerfeld para incluir efectos relativistas . Desde 1922 hasta 1925, este método de correcciones heurísticas encontró crecientes dificultades; por ejemplo, el modelo de Bohr-Sommerfeld no podría extenderse del hidrógeno al siguiente caso más simple, el átomo de helio . [9]
La transición de la antigua teoría cuántica a la física cuántica completa comenzó en 1925, cuando Werner Heisenberg presentó un tratamiento del comportamiento de los electrones basado en discutir solo cantidades "observables", es decir, para Heisenberg las frecuencias de luz que los átomos absorbían y emitían. [10] Max Born luego se dio cuenta de que en la teoría de Heisenberg, las variables clásicas de posición y momento estarían representadas por matrices , objetos matemáticos que se pueden multiplicar como números con la diferencia crucial de que el orden de la multiplicación es importante. Erwin Schrodingerpresentó una ecuación que trataba al electrón como una onda, y Born descubrió que la forma de interpretar con éxito la función de onda que aparecía en la ecuación de Schrödinger era como una herramienta para calcular probabilidades . [11]