6.7 Decoherencia

Inicio ／ Capítulo 6: Dominio cuántico (V5.05)

I. Fenómenos y la pregunta de fondo

Los sistemas pequeños pueden superponerse e interferir; los grandes casi siempre siguen una sola trayectoria de apariencia clásica. Un electrón o un fotón aislado dibuja franjas finas en la doble rendija. En cambio, con polvo caliente o moléculas grandes, el patrón se lava con rapidez. Incluso los qubits superconductores, capaces de mantener coherencia, pierden contraste cuando aumentan su acoplamiento al entorno. La pregunta es directa: si rigen las mismas leyes, ¿por qué el mundo macroscópico parece clásico?

II. Lectura desde la Teoría de los Hilos de Energía (EFT): tres pasos que diluyen la coherencia

En la Teoría de los Hilos de Energía (EFT), cualquier objeto cuántico se desplaza por la mar de energía (Energy Sea) transportando una envolvente de coherencia que se va relevando. La decoherencia ocurre cuando esa envolvente se acopla al entorno y el orden de fase se difunde y se emborrona.

• El acoplamiento ambiental escribe la información de “por qué camino”: colisiones y dispersión con gas, radiación o red cristalina registran diferencias de ruta en muchos grados de libertad del entorno. En términos EFT, el motivo de fases se reparte entre numerosos microelementos de la mar de energía (Energy Sea), formando “memorias” dispersas.
• El ruido de fondo de tensión difumina el motivo de fase: la mar no es estática; existe un ruido ubicuo de tensión (Tension). Ese fondo hace derivar los desfases entre trayectorias y desordena las franjas, de una envolvente afilada a otra más roma.
• El entorno “elige” corredores de lectura estable: con interacción sostenida, sobreviven las orientaciones y distribuciones menos sensibles al entorno. Son los estados puntero, corredores de mínima perturbación que se asemejan a trayectorias clásicas.

El resultado es claro: no se necesita observador. La información de fase ya se derramó al entorno; el subsistema local queda con estadística mezclada y la interferencia deja de ser visible. Así emerge lo clásico a partir de lo cuántico.

III. Escenarios representativos (del banco de trabajo a la frontera)

• Doble rendija con gas o radiación térmica: al aumentar presión o temperatura cerca de las trayectorias, el contraste de franjas cae según una ley que combina presión, temperatura y separación de caminos. Los eventos de dispersión etiquetan la ruta en estados de partículas y fotones circundantes, por lo que la fase “se fuga”.
• Interferencia de macromoléculas y autoemisión: C₆₀ y moléculas orgánicas mayores interfieren a muy alto vacío y baja temperatura. Al calentar, su propia radiación térmica transporta la información de fase al entorno y el contraste disminuye.
• Tiempos de coherencia de qubits y recuperación por eco: en sistemas superconductores o de espín, la relajación y la de-faseación limitan la coherencia. Secuencias de eco y desacoplo dinámico recuperan parte del orden de fase y reavivan las franjas. La decoherencia es difusión de información por acoplamiento, no desaparición literal.
• Experimentos tipo borrador cuántico: si el entorno porta información de camino, borrarla o agruparla vuelve a revelar franjas en subconjuntos condicionales. La presencia de interferencia depende de la accesibilidad de esa información, no de que la partícula “se vuelva clásica”.
• Ventanas en optomecánica y biología: resonadores micromecánicos cercanos al estado fundamental conservan coherencia por breves intervalos. Complejos fotosintéticos mantienen “bolsillos” diminutos de coherencia en ambientes cálidos y húmedos. Se puede ingenierizar la coherencia controlando acoplamientos y ruido de fondo.

IV. Huellas experimentales (cómo ver que la fase se embota)

• La visibilidad de franjas cae con presión, temperatura, separación de trayectos y tamaño de partícula.
• En secuencias de Ramsey y eco de Hahn, las envolventes decaen y luego repuntan.
• Tras marcar o borrar selectivamente la información de camino, las franjas aparecen o desaparecen en las estadísticas condicionales.
• Ruido ambiental isotrópico vs. direccional produce dependencias angulares distintas en la decoherencia.

V. Respuestas rápidas a dudas frecuentes

• ¿Decoherencia equivale a pérdida de energía? No. Ante todo es externalización y difusión de información de fase; la energía puede permanecer casi inalterada.
• ¿Requiere observador? No. Cualquier acoplamiento registrable al entorno distribuye la fase, haya o no observador.
• ¿Explica el resultado único de una medición? Explica por qué las superposiciones dejan de observarse y por qué emergen estados puntero. Convertir una diferencia minúscula en un “registro legible” aún exige acoplamiento, cierre y memoria del aparato.
• ¿Es irreversible? En principio, podría revertirse si se recolectaran e invirtieran todos los registros ambientales; en la práctica, están dispersos en muchísimos grados de libertad. Eco y borrado muestran una reversibilidad limitada.

VI. Síntesis

La decoherencia no modifica las leyes cuánticas: muestra que, cuando la información de fase fluye desde la envolvente local hacia la vasta mar de energía (Energy Sea) y el entorno, los patrones de superposición se aplanan desde la perspectiva local. La apariencia clásica surge porque el ruido de tensión de fondo y los acoplamientos multicanal empujan a los sistemas hacia corredores poco sensibles al entorno.
Una línea final: lo cuántico está en todas partes; lo clásico es su forma de presentarse tras la decoherencia.