Un experimento viable con sensores ultrarrápidos busca resolver una duda que Einstein planteó en 1927 sobre el colapso cuántico. ¿Y si no existen mundos paralelos?
El artículo contrasta tres grandes visiones. La interpretación de Copenhague... La de los muchos mundos... Y la BHSI, que plantea que las bifurcaciones cuánticas ocurren dentro de un único mundo...
Fuente: ChatGPT / E. F.
Eugenio M. Fernández Aguilar. Físico, escritor y divulgador científico. Director de Muy Interesante Digital. Creado: 23.07.2025
A finales de los años 20, mientras los físicos debatían acaloradamente sobre el recién nacido mundo cuántico, Albert Einstein alzó la voz con una objeción que no ha perdido vigencia. Fue en la histórica Conferencia de Solvay de 1927 cuando presentó un experimento mental que ponía en duda una de las ideas más controvertidas de la mecánica cuántica: el colapso instantáneo de la función de onda. Aunque sus colegas no le dieron la razón entonces, un siglo después, sus sospechas vuelven a escena con un enfoque experimental que, ahora sí, podría ponerlas a prueba.
Un reciente preprint firmado por Xing M. Wang propone llevar aquel experimento de Einstein al laboratorio, aprovechando tecnologías de detección que permiten medir electrones individuales con una precisión temporal de una décima de nanosegundo. El objetivo no es menor: comparar en condiciones reales dos interpretaciones de la mecánica cuántica que evitan el colapso —la de los muchos mundos y una nueva propuesta llamada BHSI— y demostrar que, quizá, Einstein no estaba tan equivocado al desconfiar de los "actos a distancia". Son palabras mayores.
¿Qué ponía en duda Einstein en 1927?
La escena planteada por Einstein es aparentemente simple: un electrón pasa por una pequeña abertura y su trayectoria se registra en una pantalla hemisférica. Según la interpretación tradicional —la llamada interpretación de Copenhague—, cuando se detecta el electrón en un punto específico, desaparece toda probabilidad de encontrarlo en otro lugar. La función de onda colapsa instantáneamente y con ello desaparecen todas las demás posibilidades. A Einstein, esta idea le parecía inaceptable.
“La interpretación, según la cual [el cuadrado de la función de onda] expresa la probabilidad de que esta partícula se encuentre en un punto dado, supone un mecanismo totalmente peculiar de acción a distancia”, señalaba Einstein en aquella discusión histórica. Lo que le molestaba era precisamente esa desaparición inmediata de alternativas, que implicaba una forma de comunicación instantánea entre distintas partes del sistema, algo que violaba su noción de realismo local.
Hoy, esa discusión sigue abierta. No porque no se haya avanzado en la física cuántica, sino porque las interpretaciones —la forma en que damos sentido a lo que ocurre en un experimento— siguen en disputa. Y en este nuevo estudio, se plantea algo decisivo: es posible diseñar un experimento que distinga entre esas interpretaciones sin necesidad de recurrir a conjeturas filosóficas.
Congreso de Solvay de 1927. Fuente: Wikipedia¿En qué consiste el experimento propuesto?
El núcleo del diseño experimental es un dispositivo hemisférico compuesto por sensores que pueden detectar con precisión la llegada de un único electrón. Se parte de una fuente que emite electrones uno por uno, que atraviesan un minúsculo orificio para generar un patrón de difracción. Cuando estos electrones alcanzan el detector, se registra con altísima resolución cuál sensor ha sido activado y en qué momento exacto.
“El detector, con un radio de aproximadamente 10 cm, comprende 1000 sensores opacos direccionables individualmente, con un tiempo de reacción de aproximadamente 0,1 nanosegundos”, describe el artículo. Este montaje, imposible en tiempos de Einstein, es hoy viable gracias a tecnologías empleadas en microscopía electrónica.
Además, Wang propone una versión más ambiciosa: un sistema de doble capa con sensores transparentes en el interior y sensores opacos en el exterior. Así, el electrón atravesaría dos zonas de detección en milmillonésimas de segundo. El tiempo de tránsito entre capas (~0,12 ns) es más breve que el tiempo de reacción de los sensores internos (~1 ns), lo que permite detectar posibles anomalías temporales en el proceso de medición.
Esquema del detector de doble capa propuesto para registrar el paso de un electrón con precisión nanosegundo. El objetivo es observar si la “decisión cuántica” ocurre de forma instantánea o si presenta anomalías temporales. Fuente: arXiv¿Qué se espera observar?
El objetivo principal no es solo confirmar dónde aparece el electrón, sino cuándo y cómo ocurre la decisión cuántica. Si el electrón es detectado primero por la capa interna y luego por la externa en el mismo punto, la teoría parece confirmada. Pero si hay incoherencias, como detecciones desalineadas o señales que aparecen solo en una capa, podrían indicar que el proceso de medición no es tan instantáneo como se pensaba.
“Este diseño de doble capa nos permite investigar escenarios de detecciones desalineadas o clics ausentes en la capa interna (‘elecciones retrasadas’ o ‘no comprometidas’)”, afirma Wang. Estas situaciones, difíciles de explicar desde la visión tradicional, pueden abrir nuevas interpretaciones sobre cómo se manifiesta una realidad concreta a partir de múltiples posibilidades.
Además, se incluye una validación del llamado principio de Born, que predice la probabilidad de cada resultado posible. Para ello, se registra previamente el patrón de interferencia óptico y se compara con la frecuencia real de detecciones. En la nueva interpretación que defiende el autor —la Branched Hilbert Subspace Interpretation (BHSI)—, esas probabilidades se explican como pesos de ramas locales dentro del propio sistema cuántico, sin necesidad de colapsos ni universos paralelos.
Una analogía con alfombrillas
Una forma sencilla de entender este montaje es pensar en una puerta giratoria con dos alfombrillas de presión: una antes de entrar y otra justo después. Si alguien pisa ambas en orden, sabemos que ha pasado por la puerta. Pero si solo se activa la alfombrilla de salida, podríamos sospechar que alguien ha “aparecido” sin pasar por la entrada. Y si se activa la primera pero no la segunda, es como si la persona hubiera desaparecido antes de salir. El experimento busca precisamente esos desajustes: detectar si el electrón “entra” y “sale” del detector de forma coherente, o si ocurre algo más extraño entre medias.
Fuente: ChatGPT / E. F.¿El experimento ya se ha realizado?
No. Lo que propone el autor es un diseño experimental factible con tecnología actual, pero todavía no llevado a cabo. Las herramientas necesarias —como sensores de electrones ultrarrápidos, cámaras científicas y fuentes de electrones controladas— ya existen, aunque ensamblarlas en un entorno de ultra-alto vacío con la precisión requerida representa un desafío técnico importante.
Sin embargo, el trabajo no es una simple idea teórica. El autor detalla paso a paso cómo deben construirse los dispositivos, qué materiales serían óptimos para los sensores transparentes (como membranas de grafeno o nitruro de silicio ultradelgado), y cuáles serían las métricas clave para analizar los resultados.
¿Le daría la razón a Einstein?
En parte, sí. Si el experimento confirmara que el proceso de medición es local, dinámico y no requiere un colapso instantáneo, Einstein tendría razón al haber cuestionado ese punto hace casi 100 años. El artículo defiende que no hace falta postular mundos paralelos, como en la interpretación de los muchos mundos (MWI), ni invocar colapsos misteriosos e instantáneos, como en la de Copenhague.
“Nuestro análisis desafía la noción de que la unitariedad requiere mundos paralelos, abogando en su lugar por una visión más simple: ramificación unitaria local sin colapso ni división global”. Esta afirmación resume el espíritu del trabajo: no se trata de negar la mecánica cuántica, sino de reinterpretarla desde un marco más compatible con una realidad única y medible.
El corazón de la disputa: ¿una realidad o muchas?
El artículo contrasta tres grandes visiones. La interpretación de Copenhague, donde la función de onda colapsa en el momento de la medición. La de los muchos mundos, donde todos los resultados posibles se realizan en universos paralelos. Y la BHSI, que plantea que las bifurcaciones cuánticas ocurren dentro de un único mundo, de forma local y reversible, mientras no haya una interacción irreversible con el entorno.
Según esta última, no haría falta crear “mil universos por segundo”, como exige la teoría de los muchos mundos para explicar un simple experimento con mil sensores. Bastaría con entender que los estados alternativos existen dentro de una misma estructura matemática, y que desaparecen al no quedar registrados de forma estable. Esto permitiría mantener la unitariedad —la idea de que la evolución cuántica es coherente y sin pérdidas— sin recurrir a realidades múltiples.
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Referencias
Xing M. Wang (2025). Einstein’s Electron and Local Branching: Unitarity Doesn’t Require Many-Worlds. Preprint. DOI: 10.48550/arXiv.2504.14791.
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