La mecánica cuántica se hace, extrañamente, menos extraña

Artículo publicado por Adrian Cho el 2 de junio de 2011 en Science Now

La incertidumbre no es lo que solía ser. Durante décadas, un experimento ha servido como ejemplo canónico a los físicos sobre el principio de incertidumbre: La ley de la naturaleza que dice que no puedes saber a la vez dónde está una partícula subatómica y cómo de rápido se mueve, y por tanto, no puedes seguir su trayectoria. Pero ahora, los físicos han ajustado este experimento clásico para demostrar que puedes seguir el camino medio tomado por muchas partículas, incluso aunque aún es imposible haber sobre el camino de alguna de ellas.

Doble rendija


Los resultados muestran que los límites a lo que podemos saber no son tan en blanco o negro como se pensaba en un tiempo. “Aquí tienes un tipo completamente nuevo de experimento que es mucho más profundo y te dice mucho más” que el experimento original, dice Sandu Popescu, teórico de la Universidad de Bristol en el Reino Unido, que no estuvo implicado en el trabajo.

En el famoso experimento de la doble rendija, los científicos lanzan un haz de luz a través de dos rendijas paralelas en una fina placa sobre una pantalla lejana. Las ondas se fusionan en las dos rendijas, y se solapan e interfieren entre sí para crear un patrón en forma de código de barras de bandas brillantes, donde las ondas se refuerzan entre sí, y las bandas oscuras donde se cancelan. Este “patrón de interferencia” es una marca identificativa del comportamiento ondulatorio. Sin embargo, la luz es una partícula además de una onda. Por lo que los experimentadores pueden detectar las partículas de luz aisladas, o fotones, cuando impactan en la pantalla.

Aquí viene la parte extraña. Si el haz de luz es lo bastante tenue, los fotones pasarán a través del aparato uno a uno. En ese caso, una persona razonable esperaría que el patrón de interferencia desapareciera, ya que parece lógico que cada fotón pase por una rendija u otra, eliminando la posibilidad de interferencia. Pero no, tras el paso de suficientes fotones, el patrón de interferencia surge de nuevo. Por lo que cada fotón debe, literalmente, pasar a través de ambas rendijas a la vez e interferir consigo mismo. Además, si el experimentador trata de determinar qué rendija atraviesa cada fotón – digamos, cerrando alternativamente una rendija y luego la otra – el patrón de interferencia desaparece realmente.

El experimento de la doble rendija demuestra que, dependiendo de cómo se mida, un fotón actuará como una partícula o una onda, pero no como ambas. También demuestra que no puede conocerse con exactitud dónde está el fotón (qué rendija está atravesando) y cuál es su momento (en qué ángulo surge de la rendija) haciendo imposible definir su camino.

Pero aún hay información que puede obtenerse. Sacha Kocsis de la Universidad Griffith en Brisbane, Australia, Aephraim Steinberg de la Universidad de Toronto en Canadá, y sus colegas han medido las trayectorias medias de muchos fotones en el experimento, tal y como informan Science. Extrañamente, el truco es hacer una medida del momento de cada fotón, la cual es tan débil que no revela básicamente nada sobre el mismo.

Para hacer esto, los investigadores jugaron con la polarización de la luz. Un fotón puede polarizarse de dos formas mutuamente excluyentes, derecha e izquierda, o gracias a la extrañeza de la mecánica cuántica, ambas a la vez. Los físicos empiezan con fotones en una mezcla 50-50 de polarización derecha e izquierda. Éste es el estado de mayor incertidumbre, dado que la medida de la polarización de cualquier fotón aleatoriamente dará derecha o izquierda con una probabilidad del 50%.

Tras surgir de las rendijas, los fotones pasaban a través de un cristal de calcita. Dependiendo del ángulo en el que el fotón atraviesa la calcita, se desequilibraría ligeramente la polarización de los fotones en la mezcla de 50-50. El efecto no revelaría mucho sobre el momento de un fotón, dado que una medida de su polarización aún arrojaría un valor de derecha o izquierda con una probabilidad aproximada del 50%. Pero podría revelar el momento medio de muchos fotones.

Para extraer esa información, los investigadores pasaron fotones a través de otro aparato antes de que impactasen en la pantalla. Medía efectivamente la polarización de cada fotón y desviaba los polarizados a la izquierda hacia arriba y los polarizados a la derecha hacia abajo. Entonces dos patrones de interferencia ligeramente distintos surgieron, uno justo sobre el otro. Para cualquier posición horizontal en la pantalla, los científicos podían comparar las intensidades de los dos patrones para determinar la polarización media y, por tanto, el momento de los fotones que alcanzan tal posición. Con tal información, rastreaban las trayectorias medias de los fotones, simplemente repitiendo el proceso mientras daban marcha atrás a la pantalla para crear una especie de mapa.

El experimento no viola la mecánica cuántica, dice Steinberg; cada fotón individual aún pasa a través de ambas rendijas. Pero subraya una comprensión emergente y más matizada de la teoría, comenta. “La explicación del libro de texto siempre ha sido, que si no preguntas [experimentalmente] sobre la posición del fotón en el aparato, entonces ni siquiera deberías discutirlo”, comenta. “Creo que alguna gente debería empezar a reconsiderar esto”. Popescu está de acuerdo en que, cuando se trata de medir las posiciones y momentos de muchas partículas, la mecánica cuántica no es la proposición de A ó B que normalmente se nos muestra. “Hasta cierto punto”, dice, “la mecánica cuántica te permite coger la galleta, y también comértela”.


Autor: Adrian Cho
Fecha Original: 2 de junio de 2011
Enlace Original

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Comments (54)

  1. Información Bitacoras.com…

    Valora en Bitacoras.com: Artículo publicado por Adrian Cho el 2 de junio de 2011 en Science Now La incertidumbre no es lo que solía ser. Durante décadas, un experimento ha servido como ejemplo canónico a los físicos sobre el principio de incertidumbr…..

  2. Precisamente hoy ha salido un paper en arXiv de Sandu Popescu

    http://arxiv.org/abs/1106.0405

    sobre pre y post-selección. La última vez que estuvo por mi instituto estuvimos hablando sobre estos temas y nos dio una charla sobre este mismo tema, basada en un paper anterior suyo

    http://bit.ly/mpNa3u

    Es bastante interesante, pero llega un momento donde uno no sabe distinguir si lo que hace es ciencia o filosofía. A Sandu parece no importarle eso mucho XD

    • claro, pero es que si lo miras bien, en realidad eso pasa siempre, nuestro entendimiento de la naturaleza es antropico y eso es filosofia, la naturaleza va a su aire, nosotros no somos mas que una maquina que interpreta la naturaleza.

      • radomirez

        Pero se supone que la ciencia intenta “desmarcarse” de ese “antropismo” o no? precisamente mediante el pricipio copernicano, creo.

  3. jurl

    Muy bien, Adrian Cho reinventando la rueda. En este caso, la termodinámica estadística versión mecanocuántica. No sé dónde me he perdido, porque esto ni es nuevo (es tan viejo como la propia MC) ni siquiera su enfoque es original en absoluto, y en cuanto al experimento en sí mismo, tampoco acabo de entender qué pretendían. Aparte, la redacción del sr. Cho deja mucho que desear, algunos párrafos realmente no se entienden (“como partícula o como onda, pero no como ambas a la vez”, pues sí, como ambas a la vez, precisamente porque la descripción corpuscular u ondulatoria, por separado, es incompleta y no sirve para describir la realidad), porque saltan de lo particular a lo general y de lo cuántico a lo clásico sin previo aviso ni identificación.

    No sé, tampoco es plan estar siempre señalando los puntos flacos de las cosas, pero hay investigadores que tienen bula (y pasta) para perseguir unicornios, y otros por lo mismo, o menos, los crucifican para toda su carrera. Psicólogos y antropólogos deberían investigar la ley del embudo.

    • Lo siento amigo mio. Hay mucho inconsciente y se niegan y se afirman sin reflexionar muchas cosas. A veces descalificando a personas sin repara en elos posibles daños. PERO NO TE AMARGUES. Pero aun cuando pueda parecer extraño y no se acople a las TESIS OFICIALES. Tanto la energía como la MATERIA son ÚNICA Y EXCLUSIVAMENTE ONDULATORIAS. Ya se que lo dudarás. Per solo te diré en este corto espacio del que dispongo. Que el proceso que INICIA LA GÉNESIS UNIVERSAL es un IMPERATIVO MATEMÁTICO –> Una FUNCIÓN EXPONENCIAL que crea la UNIDAD o ESFERA MÍNIMA UNIVERSAL . y ELLO A TRAVÉS DE UN PRECIOSO EXTRAORDINARIO y MATEMÁTICA y FÍSICAMENTE PRECISO y CONCRETO desarrollo a través do OTRA FUNCIÓN EXPONENCIAL genera de forma SINCRÓNICA y complementaria a la ONDULACIÓN y al VOLUMEN –> Sin Volumen no existe ni ONDULACION MOVIMIENTO ni por tanto MATERIA ni ENERGÍA . Un cordial saludo ANDREU tel (34) 618-01-29-01

  4. Como bien dice Jurl este estudio no tiene nada nuevo. El hecho de que el principio de incertidumbre prohíba medir con exactitud la posición y el momento de UNA partícula no implica para nada que no se puedan hacer cálculos estadísticos. Además la interpretación habitual de que una partícula se comporta bien como una onda o como un corpúsculo es errónea, sólo es un símil para que podamos identificar su comportamiento con cosas más cotidianas. En realidad las partículas físicas no son ni ondas ni corpúsculos, son otra cosa: en una onda “usual” la energía se reparte a lo largo de la misma de forma que si midieramos la energía en un punto encontrariamos una fracción de la energía total de la onda, en la onda asociada a una partícula material cuando medimos la energía en cualquier punto de la misma encontramos la energía TOTAL de la partícula (la función de onda “colapsa” en el punto de medida).

  5. Curioso

    Lo interesante del trabajo de Kocsis et al. es que las trayectorias medidas “débilmente” corresponden con las calculadas en la teoría De Broglie-Bohm.

  6. Jesus Castañeda

    No creo que esto se haya hecho antes, esto es trazado de rayos, similar a la tomografía, se deducen las trayectorias a partir de las posiciones finales y en este caso el cambio de interferencia por la calcita en el 50% de los fotones, lo que permite inferir su angulo de incidencia. Definitivamente no se trazó la trayectoria de cada fotón, pero si la de grupos de fotones que tomaron trayectorias muy similares, al decir trayectorias implicamos que podemos saber mas o menos por donde pasaron. Esto es algo totalmente nuevo, no es que el gato de Schrödinger este vivo y muerto hasta que lo saquemos, lo que aquí sucedió es que sacamos al gato y pudimos inferir por donde caminó el gato adentro de la habitación que hizo que el dispositivo cambiara de estado. Ignoramos demasiado de las partículas cuánticas, los grandes físicos cuánticos hicieron muchas grandes especulaciones, el error es que nosotros las tomamos como el libro escrito por Dios. El experimento nos abre a la posibilidad de que el gato no esté vivo y muerto a la ves, y de que las trayectorias de los fotones no sean tan indeterministas. Aún hay que examinar mas detenidamente el fenómeno, conformarse felizmente a las especulaciones de otros tiempos no es hacer ciencia!

    • jurl

      La naturaleza es indeterminista por principio, quien quiera perseguir unicornios no voy a ser yo quien gaste recursos para convencerlo de lo contrario. Pero, o muy mal lo he entendido, o esto no tiene nada de nuevo.

      • Jesus Castañeda

        Hola Jurl, yo no difiero de tu afirmación, sino mas bien la cuestiono, me pregunto: ¿realmente es esto cierto? ¿la naturaleza es realmente indeterminista? quienes así lo postularon, observaron que la realidad cuántica se presenta de manera aleatoria dentro de un campo de probabilidades, pero jamas tuvieron acceso adentro de esa dimensión cuántica, es como afirmar que las estrellas son pequeñas fogatas, sólo porque carecemos de telescopios, esto es, la capacidad de observación científica tiene sus límites, y afirmar algo que no es posible observar, es simplemente carecer de humildad, el azar es simplemente ignorancia, pero quienes carecen de humildad para aceptar que hay algo que no pueden explicar, prefieren llamarlo azar. Afirmar que el azar existe equivale a afirmar que Dios existe, es imposible demostrar la existencia o inexistencia de Dios y del azar!

        Sin duda nos resulta incomprensible el comportamiento cuántico y sin duda es indeterminista para nosotros los humanos por nuestro corto entendimiento, pero no existe ningún ser humano que haya entrado en la dimensión cuántica y que pueda afirmar: “si, las partículas cuánticas allá son totalmente caprichosas, aunque emergen al mundo dentro de un campo de probabilidades”… Lo que sería realmente nuevo, es que los científicos cuánticos tuvieran la humildad de aceptar que el azar cuántico es simplemente su ignorancia de lo que ya no pueden observar con suficiente detalle como para hacer afirmaciones tan absolutas y finales…

        • jurl

          Sí, es definitivo, como la redondez de la Tierra, como suelo decir. Lo que tú comentas es lo que se llamó “el problema de las variables ocultas”, algo a lo que se agarraron como un clavo ardiendo los que no querían saber nada de la naturaleza indeterminista última del cosmos. Fue que no. Esto es así, no hay variables ocultas. Mirándolo de otra forma: por abajo hemos llegado al límite. Ya no hay más bajo adonde seguir (por eso hablamos de “cuántica”, porque el cosmos es discreto, no continuo, y siendo discreto tiene una unidad ínfima que no se puede seguir subdividiendo, y esa unidad no tiene variables ocultas, su comportamiento es así y no hay nada más que profundizar al respecto). Es tal cual la analogía que propongo, de la redondez de la Tierra. Está para quedarse, y a este respecto las cosas no van a cambiar.

          Es de las poquísimas cosas de las que podemos estar seguros. Aparte de que nos vamos a morir, naturalmente.

          • filosofete

            Jurl, yo interpreto el principio de indeterminacion de forma algo distinta: la naturaleza tanto tiene de determinada com de indeterminada.

          • Jesus Castañeda

            Podemos decir que llegamos al límite de la observación física, pero ese límite no nos reveló la realidad profunda de la naturaleza, no nos dice porque cada partícula tiene tal cantidad de carga, o de masa, o tal espin, etc. Obviamente hay muchísimas cosas importantísimas y muy fundamentales (y nada azarosas porque son constantes como la carga del electrón), que la teoría cuántica desconoce. El que ya no podamos subdividir las partículas, no significa que no exista un mecanismo interno de comportamiento y toma de “decisiones”, sólo significa que no podemos observar lo que pasa adentro, significa que hay conocimiento al cual no tenemos acceso y que al probablemente nunca podremos acceder…

            • Eso es totalmente incorrecto, los experimentos basados en los test de Bell demuestran que no existe ningún “mecanismo interno” ni ninguna magnitud física que exista con algún valor predeterminado (antes de la medición) que no hayamos detectado y que influya en el resultado de la medida, es decir, no existen las llamadas variables ocultas. Antes de la medición no existe ningún valor predeterminado de ninguna magnitud física (momento, spin, posición) solo “existen” superposiciones de varios valores que luego se harán “reales” en valores concretos con la probabilidad que dicta la teoría de la MC. Esto no es producto de nuestro desconocimiento o de nuestra falta de medios tecnológicos es una propiedad fundamental del universo a pequeñas escalas.

              • Jesus Castañeda

                Los Test de Bell sólo demuestran que no tenemos explicación para el comportamiento cuántico, o acaso alguien me puede explicar lo que es el azar? nadie puede, el azar es lo inexplicable, decir que el mundo cuántico surge del azar, equivale a decir que Dios creó al mundo, son cosas que no dicen absolutamente nada.

                Así que los Test de Bell lo único que demuestran es nuestra abismal ignorancia, el azar es nuestra ignorancia, pero lo mas desconcertante es que no es una ignorancia común, porque muy probablemente sea una ignorancia imposible de resolver debido al límite en la capacidad física de observación.

                Los Test de Bell están justamente en medio de este límite físico de observación (son experimentos con un grado de ceguera pasmosa, como todos los experimentos cuánticos), así que ningún experimento podrá decirnos porque la realidad es como es, porque nada nos podrá decir que es la energía y porque se comporta así, nuestra capacidad de observación no puede llegar al corazón de la energía.

                Los Test de Bell son sólo el examen de la vista que nos dice que estamos bien ciegos, el universo tiene un orden y una disciplina maravillosa, pero nos es vedado ver como surge ese orden y esa disciplina maravillosa, simplemente jamás podremos ver como y porque la energía toma sus “decisiones”, para la naturaleza su comportamiento es determinista porque ella lo determina, pero para nosotros su comportamiento es indeterminista porque ignoramos como lo determina, incluso porque quizá jamas podremos saber como lo determina.

                Afirmar que no hay orden adonde nuestros “ojos” no alcanzan a ver, es pura arrogancia del “yo lo se todo, aquí en mi cabeza”, mejor bajémonos los humos, que somos mas ignorantes de lo que queremos aceptar… Esto no es humildad derrotista, sino que es una humildad que nos abre al asombro ante lo inexplicable que es la realidad, asombro es lo que necesitamos sentir para que nuestra realidad de seres humanos cambie…

                • jurl

                  No, el azar no es una medida de nuestra ignorancia, no en el sentido de que la ignorancia puede eliminarse con conocimiento. Eso es lo que los defensores de las “variables ocultas” se negaban a entender, porque no se puede discutir con los hechos. Obviamente, es una forma de hablar decir que los hechos son tercos: tercos son quienes no los aceptan.

                  Decir “Dios creó el universo” sí que no quiere decir absolutamente nada, porque Dios no es más que un concepto sin correspondencia real, no sabemos si el universo es creable o no, o todo lo contrario (cuando alguien me dé las condiciones de contorno del universo, si las tiene, hablaremos), y por demás, esa frase es un brindis al sol, porque sale directamente de la chistera (o más rigurosamente: de nuestra propia ignorancia que la cultura rellena con ruido analógico). El azar no sale de la chistera, el azar es algo tan complicado que nosotros, los humanos, *no* *podemos* *crearlo*, siempre sesgamos y no creamos azar puro, y es algo muy importante, que se lo digan por ejemplo a criptólogos y criptoanalistas. Leer la historia de la guerra entre criptólogos y criptoanalistas te dará una perspectiva muy buena de lo que el azar es realmente, la lucha por ocultar el orden bajo la apariencia de azar, siempre condenada al fracaso.

                  La única cosa que crea azar puro es la naturaleza. Cinco millones de monos drogados escribiendo a boleo en máquinas de escribir harían unos sesgos tan brutales y escandalosos, que saldrían patrones por todas partes (del teclado QWERTY, del diseño anatómico de manos y brazos, del agotamiento físico, de la disposición espacial de unos monos respecto a otros, etc.etc.etc.), se detectarían de forma evidentísima.

                  Pienso que mezclas cosas. El azar es bien sencillo: es lo que no es posible prever, nunca, bajo ninguna circunstancia. Lo contingente. Cualquiera que haya estudiado probabilidad y estadística tiene que estar forzosamente familiarizado con estos conceptos, que son reales. El suceso seguro NO es azar, todos los demás sucesos, equiprobables o no, son azar. No es una medida de nuestra ignorancia no saber qué cara del dado va a salir, es una medida de nuestro *conocimiento*, y de lo lejos que hemos llegado, saber que existen 6 escenarios determinados exclusivamente por el azar.

                  Aparte, el orden emergente que pueda surgir de lo que quieras, puede y está “determinado” por el azar (si es que tiene sentido el verbo determinar en este contexto, que más bien es un oxímoron). No es una medida de ignorancia en absoluto, es la medida del Cosmos.

                  Yo creo que te lías con conceptos que además no son reales.

                  • Jesus Castañeda

                    Si no es posible eliminar esa ignorancia, no implica que no sea ignorancia, el azar no se puede explicar, porque no se puede dar una causa, no se puede decir como o porque emerge, sólo podemos ver que emerge y ya, pero eso no es explicación, eso sólo es atestiguar algo para lo cual no existe ninguna explicación, son los límites de nuestro entendimiento: que ya no podamos ver mas allá no significa que no haya nada mas…

                    Que no estemos seguros de que algo va a suceder o no, sólo tiene que ver con nuestra propia percepción, el azar es ignorancia, ignorancia en su sentido mas amplio, no en un sentido despectivo, sino en un sentido natural e inevitable…

                    • jurl

                      No, no. La masa “no tiene explicación”, está ahí, ni la energía (ni la relación entra ambas). No podemos estar mezclando continuamente filosofía y ciencia porque no nos lleva a ningún sitio, sólo metemos ruido inútil en los dos lados. Ignorancia es no saber, yo sí sé lo que va a pasar, va a pasar esto con un 40% de probabilidades o lo otro con un 60%, y eso es saber, y saber *mucho*. Tengo el problema *muy* acotado, *puedo * prepararme * para * hacer * frente * a * todas * las * opciones * aunque * no * sepa * cuál * de * ellas * vaya * a * venir*, una cosa es que no pueda trazar estrategias para ganar a los dados sin hacer trampas (la entropía es el cero de la ruleta), otra cosa muy, muy diferente, es no tener ni puta idea de nada. Con toda nuestra “indeterminación”, hacemos funcionar computadoras y centrales nucleares (y si estas últimas funcionan mal es debido precisamente a nuestros problemas políticos, no a nuestra ignorancia de la física, es decir, a que hacemos ruido porque pretendemos hacer nuestra voluntad -egoísta- de brújula, en vez de darle ese papel al conocimiento), yo, con todo respeto, no veo el problema por ninguna parte.

                      A nivel de conocimientos, jamás en toda la historia hemos alcanzado la altura que tenemos hoy, es lo único a mi modo de ver de lo que pueda enorgullecerse la cultura occidental. Sacar a relucir debates del siglo XVIII, con todo respeto, que de poco o nada sirvieron en el siglo XVIII, no creo que nos lleve muy lejos.

                    • Jesus Castañeda

                      Sin duda es interesante tu filosofía, pero no todos la comparten, y sin embargo eso no es lo importante, porque la verdad es que uno nunca sabe que cosas nuevas se pueden descubrir…

              • Supongo que os alegrará saber que gran parte de vuestra “ignorancia” sobre estos temas (azar, por ejemplo) no es culpa vuestra, sino de la matemática que utilizáis, que simplemente no es la más apropiada. Si me he decidido a opinar es porque casualmente acabo de escribir un ensayo matemático, que pretendo publicar personalmente (no porque el libro sea malo, sino porque con la tecnología a nuestra disposición, ya no tiene sentido que después de 10 años de trabajo, el 90% del precio del libro sea para los intermediarios). El problema de publicar uno mismo su trabajo es que te has de buscar tú mismo los revisores, y en esa fase estoy, es decir, buscando desesperadamente a alguien que quiera leerlo. En vuestro caso, la buena noticia es que sólo tendréis que leer el primer capítulo para poner luz sobre muchas de vuestras dudas, o al menos para tener otro punto de vista. Si a alguien le pica la curiosidad, por favor que visite la página http://www.discrete-scale.com.

            • Estudioso experto

              Nunca digas nunca, el hombre del siglo 21 avanza a pasos de gigantes,estamos seguro de que el hombre moderno avanza y sabrá más en meses, decadas y siglos… lo mejor de la naturaleza es que es misteriosa y parece que naturalmente cifrara la verdad, no todo esta descubierto, falta mucho por conocer y sobretodo por entender

  7. R2ito

    Y no será que la luz se comporta en el experimento de la rendija como una simple onda en todos los casos?

    • El_tonto_del pueblo

      Creo que esto es lo que propone Hawking: que en realidad no exista el comportamiento “corpuscular”, sino que todo ente físico se comporta ondulatoriamente y que el comportamiento corpuscular sea sólo un caso particular de comportamiento ondulatorio.

      • El ser onda o no sólo depende del nivel escalar donde se realicen las observaciones. Por ejemplo, la Luna es una onda observada en el nivel escalar de la órbita de la Tierra, y es una partícula observada en su propia órbita (la trayectoria no muestra movimiento ondulatorio). Como veis, no es necesario bajar al los niveles escalares cuánticos, para encontrarnos con la dualidad onda-partícula.

    • jurl

      Las “partículas” son una inferencia que hacemos nosotros de la vida cotidiana, por lo “sólida” que parece la materia ante nuestros sentidos (pero fíjate que cuando tocamos algo, no estamos tocando NUNCA “materia”, simplemente son campos electromagnéticos que se repelen, que no se dejan solapar, la materia realmente sólo “se toca” en las reacciones nucleares, si es que tiene sentido decir esto último), y porque en dinámica las herramientas matemáticas parten de descripciones puntuales (por el cálculo infinitesimal) después expandidas a conjuntos de puntos (idealmente infinitos), y tendemos a identificar todas esas unidades mínimas de comportamiento como “partículas”, tal y como su nombre realmente indica: partecitas (en latín).

      Las ondas lo mismo, es otra descripción matemática que es muy válida para ciertos fenómenos naturales.

      Lo que la MC nos describe es que separar esto es un error, y no responde a la realidad de la naturaleza. Ambas descripciones matemáticas, ondulatoria y corpuscular, no sólo no son excluyentes (como se creyó), sino que la realidad necesita de ambas conjuntadas. Sí, es cierto que simplificando ciertos fenómenos a escala macroscópica pueden describirse aceptablemente ignorando una de las herramentas matemáticas, pero es todo lo que da de sí la cosa.

      El francés es una lengua romance, el alemán una germánica. El inglés, las dos cosas.

  8. Cuando alguien empieza un experimento buscando un resultado concreto,al término del mismo siempre acaba encontrándolo,porque todas sus interpretaciones de los datos irán por el mismo camino.Éste es un ejemplo clarísimo.

  9. El_tonto_del pueblo

    A Jurl: es sabido que la tº de la relatividad si bien se fundamenta en la luz, no tiene en cuenta las condiciones cuanticas, en especial el principio de indeterminación. Eh aquí lo que me inquieta, aunque seguramente sea una tontería:
    la luz es un fenómeno cuántico, entonces, no debería de ser posible poder determinar la posición y la velocidad de un fotón a la vez, o sea la energía y el tiempo. Y me parece que los astrónomos lo hacen cuando realizan sus suposiciones cosmológicas en base a la tº general de la relatividad: toman la luz como si tuviera una velocidad intrínseca (c) y siguiera cierta trayectoria (recticlínea en ausencia de campos gravitacionales).

    Esto es lo que no entiendo: como es que dicen que la tº general funciona si se fundamenta en la luz pero no tiene en cuenta su incertidumbre cuántica?????

    • jurl

      Porque funciona. Todos los modelos funcionan mientras no los saques de su maceta. También funciona el modelo geocéntrico (completamente falso) mientras no le pidas demasiado: tan que funciona, que por las noches seguimos dicendo que “sale la Luna” o “se pone Sirio” (y no decimos “estamos mirando hacia la Luna” o “vamos a dejar de mirar hacia Sirio”). La teoría de la relatividad es válida para las premisas que tomas para que sea válida. La RG ha resuelto muchos problemas que la Newtoniana no podía, y satisfactoriamente.

      No es que la luz sea cuántica. TODO es cuántico.

      En Cosmología es todo una chapuza, en el sentido que la cadena de “suposiciones e hipótesis razonables unas-detrás-de-otras” ha ido demasiado lejos, porque prácticamente ninguna tiene corroboración empírica. Si en 80 años no hemos sido capaces de crear una gravedad cuántica probablemente sea por falta de perspectiva (datos), por tanto arriesgarse a sacar conclusiones sobre un paradigma sesgado pues… es lo que hay.

      Esto tampoco es un problema científico per se xD. Digamos que también es socio(político).

  10. Bruno

    En el experimento de la doble rejilla hay un dato crucial que nunca se menciona. Cuando se trazan los fotones de modo individual, ¿cuánto tiempo puede transcurrir entre fotón y fotón, para que siga existiendo interferencia? En otras palabras, si hoy lanzo un fotón, mañana otro, pasado otro, etc. ¿seguirá habiendo interferencia? Su poniendo que sí, ¿qué ocurre si se disminuye la frecuencia? ¿Alguien conoce la respuesta a esta cuestión, que considero crírtica?

    • Jesus Castañeda

      Excelente pregunta Bruno, la respuesta es que basta un fotón para producir el fenómeno de interferencia, un fotón es una onda que interacciona con las dos rendijas y según la interpretación de la teoría cuántica se transforma en dos frentes de onda que interaccionan entre si formando un patrón de interferencia, pero el fotón no se dispersa en todo el patrón, sino sólo aparece en un único punto según un campo de probabilidades definido por el patrón de interferencia.

      Esto es un misterio, la teoría cuántica dice que la naturaleza avienta unos dados para decidir en que punto caerá el fotón y que los dados están cargados según el patrón de interferencia. La verdad es que nadie sabe como hace la naturaleza para decidir en que punto caerá el fotón, porque nunca nadie ha penetrado la naturaleza hasta su centro donde toma la “decisión”…

      • Bruno

        Si esto fuese cierto, la separación de las rendijas no podría ser mayor que la amplitud de onda de la luz, pues de lo contrarío sería equivalente a taponar una de las rendijas, desapareciendo así el patrón de interferencia. Casualmente, la distancia y anchura de las rendijas tampoco suelen mencionarse (al menos en los artículos de divulgación, que son a los que tengo acceso normalmente). Que recuerde, ninguno de los artículos y libros que he leído sobre el tema indica qué sucede con el patrón de interferencia cuando se lanzan fotones individuales, y 1) las rendijas se separan gradualmente, 2) la anchura de las rendijas se aumenta o disminuye gradualmente, y 3) se aumenta y reduce la frecuencia de y trazado de los fotones. Si alguien conoce la respuesta a estas preguntas, le agradecería que las expusiese.

        • El_tonto_del_pueblo

          Échale un vistazo a este video; no son fotones, pero es sobre el experimento de la doble ranura.

          http://www.youtube.com/watch?v=fUZZgDOrY30&feature=fvwrel

          • Bruno

            En el vídeo, ¿no deberían decir que para observar los electrones hay que interferir necesariamente con ellos o su onda asociada? Así no vamos a ningún lado, pues quieren hacernos creer que los electrones tienen suficiente inteligencia como para saber que son observados.

        • Como dices para observar el patrón de interferencia la distancia entre las rendijas debe ser del orden de la longitud de onda asociada a la partícula. 1) A medida que separamos las rendijas el patrón de interferencia tiende a desaparecer. 2) La anchura de las rendijas debe ser pequeña con respecto a la longitud de onda para observar el típico patrón de interferencia. A medida que aumentamos su anchura la interferencia disminuye y tendemos a observar toda la pantalla iluminada como si no hubiese rendijas ya que la partícula tiende a tener la misma posibilidad de llegar a cualquier parte de la pantalla. 3) La frecuencia de emisión de fotones solo influye en la cantidad de luz que llega a la pantalla o sea en la intensidad de luz, el patrón de interferencia será el mismo solo que si emitimos pocos fotones o uno solo tendremos que esperar mucho hasta observar el patrón de interferencia.

          • Bruno

            No sé si alguien ha realizado este experimento, pero pienso que si se hacen pasar las partículas a través de un sistema ranura-pantalla (una sola rendija), vibrando éste a una frecuencia apropiada (la de la onda de la partícula o múltiplos), de forma que la rendija ocupe alternativamente la posición de las “dos ranuras”, posiblemente también se obtendría el patrón de interferencia. Quizás éste no sea estrictamente el principio de equivalencia, pero creo que una aproximación a él lo mayor posible es la única vía disponible para aclarar este misterio, todo antes que admitir la conclusión del vídeo.

  11. Hector04

    Para los estimados señores de la serie “Fanáticos de la Interpretación de Copenhague”
    La desigualdad de Bell no demuestra la inexistencia de variables ocultas,
    su enunciado es restringido y como tal debe considerarse, no como un dogma,
    Su implicancia se basa en desbaratar la idea de que los fenómenos físicos se propagan a velocidad finita( La MC propone el Entrelazamiento para Violar la desigualdad) y Desbarata también la realidad o que los estados físicos existen antes de ser medidos( La MC propone el colapso de Función de Onda para violar la desigualdad),
    En definitiva, no murió nadie, osea, no se demostró la inexistencia de variables ocultas, sino que tal como afirma parte de su enunciado con mis palabras “si quieres Localidad y Realismo” es poco muy probable que existan variables ocultas.

    Como Ven eso no implica que no existan variables Ocultas fuera de la desigualdad de Bell.Pero eso que la particula se Parte en dos, interfiere consigo misma, eso es LA INTERPRETACION DOMINANTE DESDE 1927, NO LA UNICA.

    • jurl

      Amos-aver, las interpretaciones son eso: interpretaciones. Cada cual pierde su tiempo como quiere. La interpretación de Bohr y compañía se refiere mayormente al problema (yo no veo tal problema, pero bueno, es gente que obviamente sabía y sabe más que yo) del colapso de la función de onda.

      El tema de las variables ocultas sale directamente del principio de incertidumbre, que es una ley y no es ninguna interpretación, y de la constante de Planck, que es una constante y no una interpretación. Si existiesen variables ocultas, entonces la constante no podría tener ese valor, y el principio de incertidumbre podría violarse, cosa que no es así, porque en ese caso por ejemplo los microscopios de efecto túnel, o directamente este ordenador, no estarían funcionando, igual que un avión que siguiese la geodésica habitual en un rumbo pongamos Moscú-Tokyo se estrellaría contra el suelo si la Tierra fuese plana.

      • Hector04

        Que ahora venga usuario Planck y repita lo mismo cual eco…
        De lo que dices, la verdad que dices bien poco para rebatirte, mediste muy bien tus palabras.
        solo acotar una sutileza; que no se ha demostrado la inexistencia de variables ocultas
        Lo siento.
        No es que diga lo contrario por si notas la diferencia.

        • jurl

          Si esto es personal, apaga y vámonos…

          El tema de las variables ocultas no pasa de ser una paja mental. Nada de la MC permite hablar de tal cosa, ni se desprende, ni de forma natural, ni forzada siquiera. El tema de las variables ocultas lo sacaron a bailar los que no les daba la gana de aceptar la MC tal y como es, a mí siempre me pareció un intento bastante burdo y poco original de intentar salirse por los cerros de Úbeda, y para nada propio de la talla profesional de los que lo hicieron, sin faltar en absoluto. Decir que los enlaces π deslocalizados de un benceno, o de un grafito, tienen variables ocultas que le dicen a los electrones dónde están o por donde andan es simplemente una burrada de la hostia, toda la aleatoriedad, azar puro, asociado a los fenómenos físicos cuánticos, dudamos si el número e o π son aleatorios o tienen patrones, y vemos aleatoriedad pura en todos estos fenómenos… la termodinámica estadística simplemente no existiría tal como es si hubiera tal cosa de las variables ocultas, tendría un aspecto totalmente diferente… yo jamás entendí eso, no tiene sentido, es más o menos como decir que las fuerzas newtonianas actúan porque hay angelitos invisibles empujando las cosas de tal manera que parezcan que son fuerzas newtonianas, pero claro, no son fuerzas newtonianas, son angelitos… es hasta infantil, es simplemente una pataleta. Soy incapaz de entender por qué, por cuestiones ideológicas, hubo gente que no le daba la gana -literalmente- de aceptar esto. Puedo entenderlo con otras cosas, con la gente que se opuso a la evolución, por ejemplo, porque era un paradigma que amenazaba no sólo una ideología, sino una serie de organizaciones sociales, pero vamos, esto sobrepasa mi capacidad de entendimiento.

          Lo siento si parezco un poco pasado de rosca y demoledor de más, pero intento explicarme igual que intento entender a los demás, con mayor o menor fortuna.

          • Hector04

            Dícecelo a Einstein, Podolsky y Rosen
            cuando plantearon la paradoja EPR.
            además, son solo dos propiedades de la MC
            no toda la MC.
            Lo que tu dices ahora de la MC antes lo decían del determinismo

            • jurl

              Perdón, pero no. Lo que decían del determinismo era precisamente por sacar las cosas del tiesto, y suponer que ciertas leyes eran aplicables a todo el universo, cuando ni era así y además se sabía que no era así, en cambio los que niegan esto hacen todo lo contrario, se niegan a aceptar leyes que son aplicables a todo el universo porque no les da la gana, inventándose “explicaciones” traídas por los pelos para negarlo. Aquí el campo común es el de siempre, el de los defensores de un determinismo que no ha existido jamás (es otro fantasma de la mente humana), primero intentando colocarlo como ley física y después haciendo políticas de avestruz cuando la física ha dejado ya de darles cancha (y ya vamos para 100 años, que no es período de tiempo de coña).

              Aparte, yo estoy firmemente convencido de que toda esta tontería del determinismo, aparte la utilidad que tiene como mecanismo sutil (o a veces nada sutil: zafio y basto) de control y represión social, tiene otra componente de antropocentrismo patológico de mucho cuidado.

              La paradoja EPR para mí no es tal. Eso sale de pensar en términos clásicos y de RG, precisamente no cuánticos (no, nunca ha sido consistente mezclar sistemas formales diferentes, ni suele rendir resultados, para mí no hay paradoja cuando mezclas churras con merinas). Lo siento, yo lo veo clarísimo, a mí me han explicado y me han enseñado a pensar en términos mecanocuánticos de enlaces, redes, sólidos moleculares y demás, y para mí todo eso es literalmente basura pura, y estoy hablando de la estructura de la materia y sus propiedades que están siendo testadas todos los días de forma industrial y comercial, no de galaxias bailando y comentarios de foros. No sé qué más decir, yo ya he puesto todos los argumentos encima de la mesa, el que quiera perseguir unicornios… buena suerte.

    • Vicent

      ¿Que otras interpretaciones (satisfactorias) existen? ¿Cuantas más hipotesis incluyen? El otro día leía en esta misma página web que la teoria de “mundos paralelos” y el “multiverso” podrían ser una misma interpretación y que resolvían los principales enigmas de la MC. No veo que el fotón en este universo pase por una rendija y por otra en un mundo paralelo sea una explicación satisfactoria.

      Que los “Fanáticos de la Interpretación de Copenhague” sean la interpretación dominante desde 1927 sólo demuestra que ningún experimento en 84 años ha sido capaz de derrotarla (o almenos desacreditarla). No creo que este hecho pueda usarse como argumento.

      • Hector04

        Te equivocas si quieres que te de “la” interpretación correcta,
        lo que quiero hacer ver es no perder de vista que la vision actual de la MC se debe a una interpretación no a una demostración. parece sencillo pero es difícil decirlo sin herir susceptibilidades.
        En este sentido este articulo hace notar eso.

      • Creo que existen otras interpretaciones (locas, o más acertadas), personalmente me niego a esa posición fantasiosa y mística de una física de lo incomprensible.

        Cuando Einstein se enfrentó a la gravedad (como concepto) no le puso un nombre (“fuerza fundamental”) y se dió por vencido.

        En lo personal, lamento esa posición de lo inexplicable, tampoco me rindo a un nombre sin explicación.

        No hay dudas que la “historia” no hace justicia a las realidades de los hechos, sino es una versión tendenciosa de la realidad. Y la física no escapa a eso.

  12. No se necesitan dos ranuras para que suceda la interferencia.
    El principio de difracción con una rejilla, no es distinto que en un CD (surco). O con el de doble rendija. Todos dependen del borde, y se relaciona probablemente con el efecto Compton, de la función onda de la materia.

    El efecto de difracción puede ser entendido como relacionado con el efecto Compton. Recordemos que el efecto no es en un plano, sino en cuatro dimensiones.

    Se necesita una idea más convincente, para la observación que, un sólo fotón se interfiere consigo mismo, es una idea mística, inexplicable, de que pasa por ambas rendijas (que una partícula puede estar en dos lugares al mimo tiempo), no parece posible al sentido común. No hay explicación convincente que pase por ambas rendijas.

    Lo que se detecta no son ondas sino partículas. Este “patrón de interferencia” es una marca identificativa del comportamiento ondulatorio. Sin embargo, la luz es una partícula además de una onda. Por lo que los experimentadores pueden detectar las partículas de luz aisladas, o fotones, cuando impactan en la pantalla.

    ¿Cómo entendemos la dualidad onda-partícula? Sin necesidad de lo inexplicable, lo MISTERIOSO.

    El fotón, no es como las olitas en un estanque cuando se tira una piedra, las olas son más pequeñas en la medida que se alejan de su origen. Los fotones, NO, sino menos fotones, de igual característica. Lo que conocemos como “Quanto”, unidad de energía. Pero eso no significa que no es una onda. Es una onda de espacio (contracción-expansión del espacio). Una onda, como en su comienzo, con una dirección.
    Esta onda (fotón) por causa de la contracción del tiempo (velocidad “c”), no se expande (para el observador), como las olitas en un estanque, sino que se mantiene como en su origen, como si fuese una “burbuja”, expandida o contraída, en cada parte, positiva-negativa de la onda. Cualidad que llamamos partícula (paquete de energía, “quanto”, “cuanto”). A algunos (matemáticos) les gusta llamarle: “Onda matemática”, yo prefiero llamarle “función onda de Schrödinger”. Por tratarse de una onda que no se expande; el fotón es un tren de onda, una partícula compuesta de dos partes, de una parte positiva y una negativa. Esto corresponde a la ecuación de Schrödinger, para la ubicación de la carga, que de ninguna manera se trata de la pelotita dando vuelta, sino que la carga corresponde a toda esa posibilidad, de acuerdo a su densidad.

    Los fotones se pueden descomponer (no transformarse) en una carga positiva y una negativa (expansión y contracción del espacio) en la creación de pares, lo que conocemos como creación de antipartículas. El mismo fenómeno es para protones como para electrones.

  13. omar

    El experimento del gato de shrodinger para determinar si esta vivo o muerto en funcion de si se activa o no el mecanismo o ambos al mismo tiempo por un fenómeno cuántico, me parece hasta cierto punto “exageradamente práctico” y por ende una mala idea plantearlo de ese modo. Es decir, supóngamos que cuánticamente en efecto se activa y no el mecanismo al mismo tiempo, que pasaría?.

    posible explicación:

    1 se activa el mecanismo = muerto

    2 no se activa = vivo

    1 + 2 = 3 pero que significaría 3 ? que está vivo y muerto a la vez, pero cómo es eso posible? como podemos comprobar que si lo vemos vivo, tenga que estar muerto “en alguna parte” o al reves.

    ahora bien:

    1 se activa el mecanismo = muerto

    0 no se activa = vivo

    entonces:

    1 + 0 = 1 (muerto) ésto si lo podriamos comprobar

    pero! cómo haríamos para forzar que 0 + 1 fuera igual a 0 (vivo)?
    es decir, aunque se activara 1 (muerto) a pesar de eso y contra toda lógica el gato estará vivo (0).

    acaso como observadores que somos sería posible ver ese resultado “MILAGROSO”?

  14. omar

    Lo que si me salta a la mente es que parece que desprecian o no consideran que el artefacto de medición sobre las ranuras de alguna manera “perturba” o “influye” en la condición del resultado pero no en sentido “MISTERIOSO”, sino que, quizas existan efectos electromagnéticos en el dispositivo de medición que interectuan con elementos tan fundamentales que son fáciles perturbar.

    • reneco

      De eso se trata precisamente la física ¿puedes hacer una medición sin alterar lo que mides? la respuesta que tenemos al día de hoy es no, por tanto no existe ninguna realidad física independiente del observador y del instrumento de medición, todo solo se puede describir mediante un sistema recursivo “observador y lo observado” en el que referirse a una partícula aislada no tiene sentido (ni existencia en términos físicos).
      Interesante articulo y comentarios, no lo había leído, siempre aprendo

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