Física Cuántica

¿Cómo es el mundo real? ¿Qué es la realidad? ¿Qué es y cómo es? Por ejemplo: un árbol es real. Efectivamente, ocupa un lugar en el tiempo y el espacio, podemos verlo, percibirlo a través del tacto y aspirar el aroma de sus hojas, sentir su consistencia su disposición vertical desde sus raíces hacia su copa ya en contacto con el cielo. Es real. Pero, ¿cómo es ese mismo árbol a la luz de la física cuántica por ejemplo?

Definitivamente es otra cosa. Visto desde esa óptica que se sumerge en lo ínfimo, el árbol es un conjunto prácticamente inasible de “paquetes de energía”, de “quantum”, de fotones, de haces luminosos de trayectorias inciertas …todo articulado según la lógica radicalmente diferente a la que percibimos prima-facie con nuestros cinco sentidos, un “espacio” microfísico en el que el espacio es otra cosa y en el que el tiempo es diferente y en el que entonces, la realidad que conocemos ya no es la realidad sino otra cosa.

Entonces, ¿qué es al fin y al cabo la realidad? Hace una semana exactamente, en el Congreso Iberoamericano de Ciberperiodismo que se desarrolló en Santiago de Compostela, en la brumosa Galicia, alguien en una noche cerrada, en una casa antigua y bella en el mismo epicentro del campo gallego, comenzó a hablar de tele transportación. No fantaseaba ni jugaba a los fantasmas y a los aparecidos galaicos. Hablaba de física. Los presentes, ocho expertos en las nuevas tendencias ciberespaciales, escucharon con atención y aportaron además sus puntos de vista. La tele transportación es posible, coincidieron.

¿Pero que es la tele transportación? En términos simplistas, la tele transportación es la posibilidad de trasladar materia de un sitio a otro del espacio sin que medie un tiempo para la concreción del traslado mismo. Tele transportar sería, tal como la ciencia ficción hasta ahora imagina, deconstruir un objeto en un sitio y hacerlo aparecer ipso facto en otro sitio. Una molécula que está aquí puede ser tele transportada allí sin que transcurra un solo instante entre una situación espacio temporal y la otra.

Con mayor precisión (complejidad) tele transportar es comunicar el estado estructural, (su organización física), de un objeto a otro sin que exista entre ellos una conexión material aparente.

En la Universidad de Ginebra, un grupo de científicos, logró transferir las propiedades de un fotón hacia a otro fotón a una distancia de dos kilómetros. Dicho de otro modo: una partícula que denominaremos B, es afectada en un instante, precisamente cuando recibe las características de la partícula A, y entonces se transforma y se altera, pareciéndose internamente a A, hasta ser idéntica a ella en su intimidad física. Pero la partícula B está a dos kilómetros de la partícula A, y de pronto y sin que se toquen la una asume las características de la otra. Esas características, esa estructura física elemental, fue ya tele transportada.

Hace días “Clarín.com” reprodujo un fragmento muy interesante aparecido en la Revista “Nature” relativo a la aparición de un nuevo tipo de Internet, el “Internet cuántico”. Habría, hacia el 2020 aproximadamente, computadoras cuánticas, según una estructura ya experimentada por científicos daneses. La memoria y la rapidez del Internet cuántico serían superlativas. Las posibilidades de la red llegarían hasta el umbral hoy casi inconcebible de la tele transportación. Sería factible tele transportar características microfísicas desde una partícula hacia la otra a través de la red. Sería una suerte de “e.teletransportación”.

Mientras tanto, y según diversos informes, el Pentágono ya está considerando las posibilidades militares de la tele transportación.

Pero la historia comenzó hace tiempo. Exactamente el 14 de diciembre de l900 (dentro de siete días se cumplirán 104 años del hecho), el profesor Max Planck de la sociedad de física de Berlín habló por primera vez en una conferencia pública de la física cuántica. Habló entonces de la luz y de la energía y de cómo el color de la luz varía según la temperatura del cuerpo que la emite. Quien coloque una barra de hierro al fuego podrá observar esas variaciones asombrosas.

Internet es luz. Quien lee en Internet lee luz, en un sentido amplio del concepto. El internauta se contacta sensorialmente e intelectualmente con rayos que son grafos, trazos, letras, o imágenes, que decodifica cerebralmente a través las ondas que circulan por el cortex y constituyen nuestra inteligencia. Esa luz nos traslada a un universo distinto, de hecho nos traslada o nos tele transporta (en un sentido metafórico ) al ciberespacio.

Y en el ciberespacio la realidad es otra cosa. Los interrogantes allí, aquí, se multiplican y las posibilidades experimentales se disparan ad infinitum. La revolución ciberespacial recién empieza. Y no sabemos hacia que lejanas y fascinantes galaxias digitales nos permitirá llegar. No lo sabemos

Fuente Clarín - 1204 - Miguel Wiñazki

¿Porqué cuántica?

Einstein dio una buena explicación y analogía con la vida real acerca del significado de la palabra cuántica y cuantos. En su libro “La física, aventura del pensamiento” dice que por ejemplo en una mina de carbón la producción puede variar en un modo continuo, si aceptamos cualquier unidad de medida por mas pequeña que sea. Es decir podríamos decir que se produjo 1 granito mas de carbón que ayer. Lo que no podemos hacer es expresar la variación de personal en forma continua, no tiene sentido hablar de que se aumento el personal en 1,80 personas, es decir la medida de la cantidad de personal es discreta y no continua. Otro ejemplo, una suma de dinero solo puede variar de a saltos, discontinuamente.

La unidad mínima para el dinero es el centavo. Decimos entonces que ciertas magnitudes cambian de una manera continua y otras de una manera discontinua o discreta, o sea por cantidades elementales o pasos que no pueden reducirse indefinidamente. A estos pasos mínimos e indivisibles, se los llama cuantos elementales de la magnitud en cuestión. Es evidente que al aumentar la precisión de cómo se realizan las medidas de cualquier tipo de magnitud, unidades que se consideraban indivisibles dejen de serlo y adoptan un valor aun menor. O sea ciertas magnitudes que se consideran continuas pueden tener una naturaleza discreta.

En física, ciertas magnitudes consideradas por muchos años como continuas, en realidad están compuestas de cuantos elementales. La energía es una de estas magnitudes que al estudiar los fenómenos del mundo de los átomos, se detecto que su naturaleza no era continua sino discreta y que existe una unidad mínima o cuanto elemental de energía. Este fue el descubrimiento de Max Planck con el que se inicia la teoría cuántica.

Cuanto o quantum utilizado como un sustantivo se refiere a la cantidad más pequeña de algo que es posible tener. En el mundo de la física clásica existe el concepto de que todos los parámetros físicos como por ejemplo la energía, la velocidad, la distancia recorrida por un objeto, son continuos. Para entender que es esto de continuos, pensemos en el termómetro que mide la temperatura, cuando vemos que la misma aumenta en un grado en realidad aumento primero en una décima de grado y así siguiendo antes en una millonésima de grado etc., etc.

Es decir el proceso de aumento de temperatura que medimos con el termómetro decimos que es continuo. Bien en el mundo de la física cuántica esto no es así, en concreto cuando Max Planck estudió como se producía la radiación desde un cuerpo incandescente, su explicación fue que los átomos que componen el cuerpo incandescente, cuando liberaban energía en forma de radiación, lo hacían no en forma continua, sino en pequeños bloques a los que él denominó cuantos de energía.

Lo extraño de todo este proceso o de la explicación de Planck es que no existen posiciones intermedias, es decir no existen medios cuantos o un cuarto de cuanto. Es como si en el caso del termómetro no existiera la fracción de grado, simplemente la temperatura que está en 20º pasa de golpe a 21º. Decimos extraño porque lo que el sentido común indica es que la temperatura de un objeto aumenta cuando este recibe calor/energía; si el cuerpo está en 20º y le doy calor en una pequeña cantidad, no será suficiente para que aumente en un grado a 21º pero si para que algo aumente.

En el mundo cuántico es como si esas pequeñas cantidades se van almacenando en algún lugar sin manifestarse de ninguna forma (sin aumento de temperatura del cuerpo), para que de repente cuando la cantidad de calor transmitida alcanzó un valor tal que el termómetro muestra ahora sí un aumento de 1º, marcando 21º. ¿qué pasó en el medio?. Bueno esto que si bien no ocurre en el caso de la temperatura sino que es solo una analogía para entender, es lo que efectivamente ocurre en el mundo cuántico.

Todas las partículas que componen el universo físico se deben mover en saltos cuánticos. Un cuerpo no puede absorber o emitir energía luminosa en cualquier cantidad arbitraria sino solo como múltiplos enteros de una cantidad básica o cuanto. Volviendo a la extrañeza de estos fenómenos, imaginemos por un momento otra analogía: estamos arrojando piedras en un estanque de agua tranquilo.

El sentido común dado por la experiencia que acumulamos en el tiempo nos dice que al hacer esto se producirán ondas en el estanque que son producto de la energía que la piedra transmitió al caer al agua. Un estanque cuántico, se comportaría de diferente forma, al arrojar una o varias piedras nada ocurrirá, y de repente sin que medie ninguna conexión entre la causa (arrojar piedras) y el efecto (se generan ondas en la superficie), el estanque comenzará a vibrar con ondas, hasta que de repente se tranquilizará nuevamente por mas que en ese momento estemos lanzando piedras. Si todas las piedras son del mismo tamaño, y arrojadas desde la misma altura, entregarán al caer la misma cantidad de energía al agua. Si dicha cantidad de energía resulta ser inferior al cuanto de energía, entonces debemos rrojar mas de una piedra para iniciar el movimiento.

Quiero recalcar la extrañeza de este fenómeno, llamando la atención sobre el hecho de que el cuanto no es una cantidad que pueda subdividirse, es decir, el concepto de continuidad pierde significación, entre 0 y el cuanto no existe nada. Son estados que la naturaleza no permite. Esta es la aracterística esencial del descubrimiento de Planck al estudiar los fenómenos llamado radiación del cuerpo negro (tema que se desarrollara mas adelante): existe un límite inferior al cambio de energía (absorción o emisión de energía en forma de luz) que un átomo puede experimentar. Por: Eduardo Yvorra

Eduardo Yvorra
www.buenasiembra.com.ar

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