10 de abril de 2007

El asombroso mundo de la física cuántica





Desde que en las primeras décadas del siglo XX, los físicos se adentraron en el mundo de lo muy pequeño (mundo subatómico), sus descubrimientos no han dejado de asombrarnos. Este mundo está regido por las leyes de la física cuántica, que se basa en tres principios fundamentales:

El principio de incertidumbre establece que si se mide la posición de un objeto (partícula cuántica) o la intensidad de un campo con gran precisión, la medida debe necesariamente perturbar la velocidad del objeto o el ritmo de variación del campo en una cantidad impredecible. Por lo tanto es imposible definir exactamente un parámetro sin alterar el otro. Así el universo cuántico se convierte en un conjunto de probabilidades y posibilidades, no de certezas. Solo podemos plantear la probabilidad matemática de que ocurra un acontecimiento cuántico, pero jamás estaremos absolutamente seguros de que ocurrirá. Es posible afirmar que algo puede ocurrir y podemos definir las probabilidades de que ocurra, pero nunca tendremos la certeza de que realmente ocurrirá.

La dualidad onda-partícula indica que toda partícula subatómica se comporta a veces como onda y otras veces como partícula. Este hecho se demostró por primera vez con la luz:
Esta forma de energía es a la vez material; la luz como un campo de energía radiante que es, posee forma de onda radiante: esto fue demostrado por el físico inglés T.Young . Pero tal como demostró el físico alemán M.Planck unas décadas más tarde, la luz también se comporta como partícula; llega en forma de pequeños paquetes de energía, parecidos a balas invisibles, los fotones o cuantos de luz.
Es este principio el que da pié a interpretaciones sorprendentes del universo y de la realidad; veamos:

En 1923 el físico Louis de Broglie creó una ecuación matemática que contribuyó a resolver la naturaleza dual de todos los campos electromagnéticos y desembocó en un nuevo aspecto de la física. Se demostró que la materia abarca un flujo, una multitud de campos de energía cuyas complejas interacciones crean lo que a nuestros ojos parecen partículas. Los objetos masivos presentan pequeñas longitudes de onda de energía y los objetos con una masa pequeña muestran mayores longitudes de onda. Por eso solemos ver el mundo material como partículas (las longitudes de onda de su energía son demasiado pequeñas para percibirlas), a la vez que la realidad subatómica parece ondulatoria (sus longitudes de onda son lo bastante grandes para resultar más significativas). Así, el mundo real, material, se crea a partir de un agitado flujo de energía radiante. Llevados estos principios hasta las últimas consecuencias, la física cuántica sugiere que el universo sólido y temporal que percibimos es una impresión nuestra: ¡la verdadera realidad cuántica es inmaterial, atemporal y no ocupa espacio! . Si esto es así, a nivel cuántico no existe ni espacio ni tiempo y es posible el teletransporte cuántico, tanto en el espacio como en el tiempo.

Según Heisenberg, las ondas de probabilidades cuánticas se debilitan con la distancia, pero como todos los campos energéticos, nunca mueren del todo. Esto sugiere que en el universo todo interactúa con todo lo demás; el cosmos es una especie de entidad colectiva donde es imposible que una parte actúe sin influir sobre las demás.

El físico Niels Bohr llegó a la conclusión de que ningún fenómeno elemental es un fenómeno a menos que se trate de un fenómeno registrado, medido, percibido por nosotros, por ejemplo; en otras palabras: la física cuántica sostiene que “un árbol cae en silencio al menos que alguien lo oiga”. Algunos físicos llegan más allá e indican que la conciencia desencadena la función ondulatoria es decir, que lo que vemos es lo que se vuelve real; la conciencia es el medio a través del cual la probabilidad se transforma en realidad. Con estas aseveraciones la física cuántica entra en un terreno filosófico, más que científico, en su interpretación del mundo. Pero estos pensamientos escapan de los objetivos de este trabajo...

Las fluctuaciones del vacío son oscilaciones aleatorias, impredecibles e ineliminables
de un campo ( por ejemplo, electromagnético o bien gravitatorio) que son debidas a un tira y afloja en el que pequeñas regiones del espacio toman prestada momentáneamente energía de regiones adyacentes y luego las devuelven. Se forman así partículas virtuales que se aniquilan rápidamente y no pueden ser capturadas. Se piensa que estas fluctuaciones ocurren en cualquier lugar, pero en circunstancias ordinarias son tan minúsculas que ningún experimentador las ha detectado nunca. Estas fluctuaciones son más vigorosas cuanto menos escala se considera en el espacio y por debajo de la longitud de Planck-Wheeler (1,62 . 10-33 cm), las fluctuaciones de vacío son tan enormes que el espacio tal como lo conocemos hierve y se convierte en borbotones de espuma cuántica, la cual está en todas partes.

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