La mecánica cuántica podría prescindir de los números imaginarios, según un nuevo estudio

La mecánica cuántica es la rama de la física que describe cómo se comportan la materia y la energía a nivel atómico y subatómico. Desde su desarrollo a principios del siglo XX, ha sido considerada una de las teorías científicas más exitosas. Sin embargo, un nuevo estudio realizado por investigadores de la Universidad Heinrich Heine de Düsseldorf y el Centro Aeroespacial Alemán (DLR) ha cuestionado una premisa fundamental de esta teoría: la necesidad de utilizar números imaginarios.

El estudio, publicado en la revista Physical Review Letters, reveló que es posible formular la mecánica cuántica utilizando únicamente números reales, lo que podría tener implicaciones significativas para la comprensión y el desarrollo de esta disciplina. Según los investigadores, liderados por la profesora Dagmar Bruß y el doctorando Pedro Barrios Hita, una de las postulaciones utilizadas en análisis anteriores era más restrictiva de lo necesario.

Durante décadas, se ha asumido que los números complejos, que combinan una parte real con una parte imaginaria, son esenciales para describir muchos procesos cuánticos. En este contexto, la parte real representa la amplitud y la parte imaginaria representa la fase de un estado cuántico. Sin embargo, la investigación más reciente sugiere que esta premisa podría no ser tan fundamental como se pensaba.

En un estudio anterior, publicado en 2021, se concluyó que los números complejos eran indispensables bajo los postulados estándar de la mecánica cuántica, respaldado por resultados experimentales. Sin embargo, el equipo de Heinrich Heine University decidió reexaminar las suposiciones de ese trabajo, encontrando que, al reemplazar una de las postulaciones, era posible describir teorías cuánticas enteramente con números reales sin perder la capacidad de hacer predicciones experimentales.

La profesora Bruß afirmó: "Esto significa que ambos marcos ofrecen predicciones idénticas para cualquier experimento concebible. Dentro de este marco, los números imaginarios no son fundamentalmente necesarios en la mecánica cuántica y pueden ser reemplazados por formulaciones alternativas que utilizan números reales".

Este descubrimiento no solo desafía conceptos establecidos en la física, sino que también abre nuevas avenidas para la investigación en tecnologías emergentes, como la computación cuántica y la comunicación cuántica, que se basan en fenómenos cuánticos como el entrelazamiento y la coherencia.