Física Cuantica

Hace mucho que los científicos y físicos se preguntan: ¿De qué esta hecha la materia,  nosotros? ¿Hay vida después de la muerte? ¿Quiénes somos?¿ De dónde venimos? ¿Hacia dónde va la humanidad? ¿Hay vida extraterrestre inteligente? Tropezamos con un montón de preguntas que nos parecen imposibles de responder  y la posibilidad de investigarlo, aun mas lejos. Estamos buscando las respuestas allá donde físicamente o mecánicamente no podemos llegar aun, intentamos comprender la realidad desde una perspectiva Newtoniana, pretendemos entender la realidad ilusoria desde una perspectiva realística cuando deberíamos hacer lo contrario. Las respuestas a nuestras preguntas no están tan lejos, soloque estamos buscándolos en el lugar equivocado, porque se encuentran en nuestro interior.

 

En los últimos años, científicos no reconocidos han llegado a unas conclusiones muy atrevidas. Llegan a demostrar que la consciencia tiene efecto sobre la materia, y que esto ocurre desde lo más profundo del átomo. Por lo tanto, ahora iremos a un viaje al misterioso mundo cuantico. Es aquí donde encontraremos las respuestas a todas nuestras preguntas a través de la física y mecánica cuántica.

 

  1. ¿Que es la Fisica Cuantica?

La Fisica Cuantica es una ciencia que se ocupa con los fenómenos físicos que ocurren con diferentes partículas a una escala subatómica (partículas subatómicas), a una profundidad de 1,616 x 10 elevado a -33 cm, conocido también como el “Constante de Planck” , inventado por el físico, padre de la física cuántica, Max Planck. Si aumentaríamos un espacio de 0,01 mm (el punto mas pequeño observable con los ojos libres) al tamaño del universo, el constante de Planck aun asi seria del tamaño de 0,01 mm (según Haramein).

 

Primero vamos a entender como funciona la mecania cuántica y de que sirve.

Se trata de posibilidades y probabilidades. La mecánica cuántica intenta cuantificar o calcular la probabilidad de los posibles resultados por una acción, es decir, si existe una serie de resultados posibles, cual de ellos es lo mas probable que ocurra, teniendo en cuenta todos los factores que puedan influir en el resultado , también intenta predecir el resultado mas probable.

Vamos a coger el ejemplo de un sistema binario… Si tiramos una moneda al aire, la misma empieza a dar vueltas gracias al impulso de energía recibida de la mano de la persona que la tira, en este momento si la “cruz” se muestra hacia arriba, es muy fácil a predecir qué cara de la moneda se mostrara seguidamente y en este caso es “cara”. Luego será “cruz” y de nuevo “cara”, o sea cara-cruz-cara-cruz-cara-cruz-cara-cruz, hasta que se termine la acción. Para saber cuál será la última cara cuando deje de girar, tendríamos que tener en cuenta una serie de factores que intervienen en el resultado, como por ejemplo la energía transmitida por la mano, el peso de la moneda, la gravedad, corrientes de aire, numero de vueltas, altura de salto y otros. Pero en este caso ya no hablamos de un sistema binario, por eso la ecuación puede ser muy compleja.

En nuestras vidas estamos rodeados de tecnología que utiliza el sistema binario y la mecánica cuántica, como por ejemplo electrodomésticos, los móviles, ordenadores, la televisión, etc.

¿Por qué sistema binario? Porque como dijimos antes, es lo más sencillo, solo existen 2 posibles resultados y al mismo tiempo probables, solo hay SI o NO, ceros y unos. Es muy fácil predecir cual será el resultado si yo aprieto un botón en un electrodoméstico o en el ordenador, ya sabemos con antelación lo que pasara. De esta manera funcionan los transistores y microchips.

No obstante la mecánica cuántica esta presente en el universo entero, en la materia y en el espacio también, no solo en los aparatos eléctricos, y para tener una comprensión mas profunda sobre esto, vamos a coger losejemplos de unos experimentos ya efectuados por laboratorios distintos.

Seguramente muchos conocéis el experimento de la doble ranura. Si no, aquí lo presentamos.

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El experimento de Young, también denominado experimento de la doble ranura, fue realizado en 1801 por Thomas Young, en un intento de discernir sobre la naturaleza corpuscular u ondulatoria de la luz. Young comprobó un patrón de interferencias en la luz procedente de una fuente lejana al difractarse en el paso por dos ranuras, resultado que contribuyó a la teoría de la naturaleza ondulatoria de la luz.

Posteriormente, la experiencia ha sido considerada fundamental a la hora de demostrar la dualidad onda corpúsculo, una característica de la mecánica cuántica. El experimento también puede realizarse con electrones, protones o neutrones, produciendo patrones de interferencia similares a los obtenidos cuando se realiza con luz.

Vamos a empezar en la escala del macrocosmos y vamos a coger una maquina que dispare canicas rojas, como podemos observar en la imagen de arriba. Supongamos que se disparan las canicas uno a uno, algunas chocaran contra la pared y rebotaran pero algunas pasaran por la ranura y chocaran contra una pantalla que registra el lugar de cada choque, de esta manera podremos observar  un resultado que es un patrón de 2 columnas. Si repetimos este experimento infinitivamente el resultado siempre será lo mismo, ya que se trata de canicas y podemos observar a simple vista por cual de las ranuras pasa cada canica. En este caso las probabilidades de que pase por uno o por el otro son 50%- 50% y por esto tenemos

Pero ahora volvámonos cuánticos.

 Si cogemos una maquina que nos puede disparar electrones o fotones de la misma manera, uno a uno, observaremos un resultado que es un efecto de onda (ondas azules de la imagen de arriba), los cuales se interfieren después de pasar por las ranuras y crean un patrón multiple de barras diferentes en su grosor, siempre lo mas grueso en la zona central ya que las probabilidades mas altas son que en la zona central tendremos la actividad mas intensa.

Pero, ¿no acabamos de decir que eran partículas? ¿las partículas no son partes del átomo? ¿no debería ser materia? ¿no deberían actuar como las canicas? Pues aquí aparece el gran dilema y el problema de la medición. Los científicos llegaron a la conclusión que aunque sea una partícula se comporta como si fuera onda, es decir, la misma partícula pasa por ambas ranuras a la vez y asi crea el patrón que aparece en la pantalla de registro. En el momento de la medición para ver por cual de las dos pasa o para ver si de verdad pasa por ambos a la vez, necesitamos un aparato muy especial para poder observar este acto. Y aquí aparece la teoría del observador, es decir cada vez que utilizamos un aparato para OBSERVAR CONSCIENTEMENTE, el resultado cambia automáticamente y será de 2 columnas igual que en el caso de las canicas, o sea, la particula ya no se comporta como una onda sino como una canica o particula, también conocido como “colapso de la función de onda”. Siempre que no haya un “observador” o “medidor” se comporta como onda y si hay un “observador” se comporta como particula y te muestra por cual de las ranuras pasa. Es como si supiera cuando esta observado y cuando no, incluso te da un resultado que esperas ver.

Este descubrimiento asombroso nos llevo a todos a la conclusión de que existe una inteligencia detrás de esto para comportarse de esta manera y que se comunica con la consciencia humana para mostrarle un resultado, mejor dicho la consciencia humana modifica el resultado, el Observador crea una versión de realidad o información.

 

Vayamos a ver el caso del “Gato de Schrödinger”

 

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El experimento del gato de Schrödinger o paradoja de Schrödinger es un experimento imaginario concebido en 1935 por el físico austríaco Erwin Schrödinger para exponer una de las consecuencias menos intuitivas de la mecánica cuántica. Erwin Schrödinger plantea un sistema que se encuentra formado por una caja cerrada y opaca que contiene un gato en su interior, una botella de gas venenoso y un dispositivo, el cual contiene una partícula radiactiva con una probabilidad del 50% de desintegrarse en un tiempo dado, de manera que si la partícula se desintegra, el veneno se libera y el gato muere.

Al terminar el tiempo establecido, hay una probabilidad del 50% de que el dispositivo se haya activado y el gato esté muerto, y la misma probabilidad de que el dispositivo no se haya activado y el gato esté vivo. Según los principios de la mecánica cuántica, la descripción correcta del sistema en ese momento (su función de onda) será el resultado de la superposición de los estados «vivo» y «muerto» (a su vez descritos por su función de onda). Sin embargo, una vez que se abra la caja para comprobar el estado del gato, éste estará vivo o muerto.

En vez de un sistema de particula radioactiva, también podríamos utilizar un dispositivo que dispare una partícula hacia un receptor sin la capacidad de apuntar. Si la particula esta captada por el sensor entonces el mecanismo matara al gato y si no se recibe la particula, el gato sigue vivo.

Ahí  tropezamos con la paradoja. Mientras que en la descripción clásica del sistema el gato estará vivo o muerto antes de que abramos la caja y comprobemos su estado, en la mecánica cuántica el sistema se encuentra en una superposición de los estados posibles hasta que interviene el observador. El paso de una superposición de estados a un estado definido se produce como consecuencia del proceso de medida, y no puede predecirse el estado final del sistema, solo la probabilidad de obtener cada resultado.

 

Siguiendo la interpretación de Copenhague, en el momento en que abramos la caja, la sola acción de observar modifica el estado del sistema tal que ahora observamos un gato vivo o un gato muerto. Este colapso de la función de onda es irreversible e inevitable en un proceso de medida, y depende de la propiedad observada. Es una aproximación pragmática al problema, que considera el colapso como una realidad física sin justificarlo completamente. El Postulado IV de la mecánica cuántica expresa matemáticamente como evoluciona el estado cuántico tras un proceso irreversible de medida.

 

 

Lecture 1 | Modern Physics: Quantum Mechanics (Stanford)

 

Lecture 1 of Leonard Susskind’s Modern Physics course concentrating on Quantum Mechanics. Recorded January 14, 2008 at Stanford University.

This Stanford Continuing Studies course is the second of a six-quarter sequence of classes exploring the essential theoretical foundations of modern physics. The topics covered in this course focus on quantum mechanics. Leonard Susskind is the Felix Bloch Professor of Physics at Stanford University.

Complete playlist for the course:
http://youtube.com/view_play_list?p=1…

Stanford Continuing Studies: http://continuingstudies.stanford.edu/

About Leonard Susskind: http://www.stanford.edu/dept/physics/…

Stanford University channel on YouTube:
http://www.youtube.com/stanford