Todo el planeta Tierra, sus habitantes, están llenos de tristeza y horror por la sacudida que la Naturaleza ha propinado al Territorio de Japón y la desgracia que ha llevado a todos sus habitantes que, de una u otra manera, han sido directamente afectados. Los habitantes del resto del mundo, aunque en la lejanía del suceso, también estamos muy afectados y seguimos con interés las noticias que continuamente son emitidas para dar cuenta de los últimos acontecimientos con el Terremoto relacionados y sus nefastas secuelas.

La Agencia Meteorológica japonesa revisó y elevó a 9 grados en la escala abierta de Richter el terremoto devastador ocurrido el 11 de marzo en la costa nororiental de Japón, que se convierte en uno de los de mayor magnitud de la historia, según informó la agencia española EFE.

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Cuando hablamos de la Materia, todos pensamos en lo que por ella se entiende en lo cotidiano. El agua, una montaña, los árboles del bosque, las nubes, el Sol, los planetas y las Galaxias. Todo eso es lo que entendemos que está hecho de Materia.

Esa Materia, según nos enseñaron en primaria, se encuentran en tres estados: Sólido, líquido y gaseoso. Más tarde, a medida que hemos profundizado en los conocimientos del Universo, hemos podido aprender que, además, existe otro estado de la materia, el llamado plasma que, de hecho, es el estado más común en todo el Universo. Todas las estrellas están hechas de esta clase de materia, y, sólo en nuestra galaxia hay más de 100 mil millones de ellas.

Se dice que podría existir la materia extraña conformada sólo por Quarks. Ya sabemos que la materia normal, la que conocemos, y, de la que están hechas todas las cosas que podemos ver, como al principio dijimos, está construida por minúsculos objetos: Partículas elementales que se llaman Quarks y Leptones.

Hay otra familia de partículas, algo más complejas, llamadas Hadrones y que se dividen en dos ramas: Los Bariones = a protones, neutrones y los hyperones Lambda, Sigma, cascada y Omega menos.Los Mesones = a pión positivo y neutro (+ y o ), kaón positivo, negativo y neutro (+, -, y o), y eta.

Los protones, como sabeis, son los que junto a los neutrones forman los núcleos, por eso se les conoce también por nucleones. La estructura hadrónica está basada ahora en el modelo de Gell-Mann de quark, introducido en 1964. Los bariones están formados por tres quarks y los mesones por dos, un quark y un antiquark. Un Protón por ejemplo está formado por dos quark up y uno down (uud), mientras que el neutrón, está constituido por un quark up y dos quarks down.

Los mesones, están formados por dos, un quark y un anti-quark. Así quedamos enterados de la misión que tienen los Quarks, construir protones, neutrones, piones, kaones, etc.

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La Causalidad, el determinismo, el mundo real, la mecánica cuántica.

Las cuestiones en que la Mecánica cuántica se aparta del realismo cotidiano, digamos, y que parecen paradójicas, son muchas, así que entresacamos unas cuantas, sin compromiso de completitud: No hay una causalidad estricta, pero si una cierta causalidad (la dirección y el momento de la Emision de una partícula alfa por u núcleo inestable no están determinados, pero si la vida media: un gramo de radio decae a medio en 1.500 años). No hay determinismo (las “orbitas” que el electrón describen en el átomo son inexistentes, pero hay electrones sujetos al átomo por fuerzas eléctricas y los niveles de energías se calculan a partir del planteamiento clásico del problema (Hamiltoniano). La componente del espin de plata en el experimento Stern-Gerlach (1922) no esta predeterminada, pero la medida da solo proyecciones máximas,  ± ½ (ese resultado fue un rompecabezas en la cuántica antigua, anticipando que una medida produce solo el auto valor del observable).

Los sistemas cuánticos extensos pueden aparecer como en todo, de modo que una medida en un extremo local presupone el resultado de la medida en otro, especialmente separado: hay inseparabilidad (wholeness) del sistema. Algunas propiedades  predicables de un sistema no están objetivamente determinadas hasta que no se miden, entonces el resultado puede ser aleatorio: hay una relajación del realismo objetivo.

Es interesante señalar que la desintegración radiactiva (Rutherford, 1902) y el salto del electrón de “orbita” a “orbita” con emisión de luz (Bohr, 1913) son puzzles de la teoría cuántica (del atomismo diríamos) puestas de relieve ya antes de la cuántica1 moderna, y como tales ya fueron advertidas en su momento: Einstein se dio cuenta del carácter no causal de la caída radiactiva, lo que le produjo cierto malestar (Unbehagen), y Rutherford pregunto a Bohr como demonios sabia el electrón cuando y donde debe caer; Einstein se atormento por esa cuestión toda su vida (llego a hablar de libre albedrío del electrón). Aquí nos interesa resaltar que bajo una concepción atomista del mundo, y con la posibilidad de estados excitados de la materia, la causalidad estricta es imposible: la partícula alta tiene que emitirse, y salga por donde salga se rompe la simetría: el proceso ya no será causal estricto; la coexistencia del atomismo con la simetría rotacional implica la rotura espontánea de esta.

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Si hablamos del gravitón y de ondas, tenemos que volver a los que posiblemente son los objetos más misteriosos de nuestro universo: los agujeros negros. Si estos objetos son lo que se dice (no parece que se pueda objetar nada en contra), seguramente serán ellos los que, finalmente, nos faciliten las respuestas sobre las ondas gravitacionales y el esquivo gravitón.

La onda gravitacional emitida por el agujero negro produce  una ondulación en la curvatura del espacio-tiempo que viaja a la velocidad de la luz transportada por los gravitones.

Hay aspectos de la física que me dejan totalmente sin habla, me obligan a pensar y me transportan de este mundo material nuestro a otro fascinante donde residen las maravillas del universo. Hay magnitudes asociadas con las leyes de la gravedad cuántica. La longitud de Planck-Wheeler,  = 1’62 × 10^-33 cm, es la escala de longitud por debajo de la cual es espacio, tal como lo conocemos, deja de existir y se convierte en espuma cuántica. El tiempo de Planck-Wheeler (1/c veces la longitud de Planck-Wheeler, o aproximadamente 10^-43 segundos), es el intervalo de tiempo más corto que puede existir; si dos sucesos están separados por menos que esto, no se puede decir cuál sucede antes y cuál después. El área de Planck-Wheeler (el cuadrado de la longitud de Planck-Wheeler, es decir, 2’61 × 10^-66 cm²) juega un papel clave en la entropía de un agujero negro.

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El 6 de Agosto de 1945 el mundo recibió estupefacto desde Hiroshima la noticia de que el hombre había desembarcado en el oscuro continente del átomo. Sus misterios habrían de obsesionar al siglo XX. Sin embargo, el “átomo” había sido más de dos mil años una de las más antiguas preocupaciones de los filósofos naturales. La palabra griega átomo significa unidad mínima de materia, que se suponía era indestructible. Ahora el átomo era un término de uso corriente, una amenaza y una promesa sin precedentes.

El primer filósofo atómico fue un griego legendario, Leucipo, que se cree vivió en el siglo V a.C., y, a Demócrito, su discípulo, que dio al atomismo su forma clásica como filosofía: “la parte invisible e indivisible de la materia”, se divertía tanto con la locura de los hombres que era conocido como “el filósofo risueño” o “el filósofo que ríe”. No obstante fue uno de los primeros en oponerse a la idea de la decadencia de la Humanidad a partir de una Edad de Oro mítica, y predicó sobre una base de progreso. Si todo el Universo estaba compuesto solamente por átomos y vacío, no sólo no era infinitamente complejo, sino que, de un modo u otro, era inteligible, y seguramente el poder del hombre no tenía límite.

Lucrecio (c. 95 a.C. –c. 55 a.C.) perpetuó en De rerum natura uno de los más importantes poemas latinos, al atomismo antiguo. Con la intención de liberar al pueblo del temor a los dioses, el poeta demostró que el mundo entero estaba constituido por vacío y átomos, los cuales se movían según sus leyes propias; que el alma moría con el cuerpo y que por consiguiente no había razón para temer a la muerte o a los poderes sobrenaturales.

Lucrecio decía que comprender la Naturaleza era el único modo de hallar la paz de espíritu, y, como era de esperar, los padres de la Iglesia que pregonaban la vida eterna, atacaron sin piedad a Lucrecio y este fue ignorado y olvidado durante toda la Edad Media que, como sabéis, fue la culpable de la paralización del saber de la Humanidad. Sin embargo, Lucrecio fue, una de las figuras más influyentes del Renacimiento.

Así pues, en un principio el atomismo vino al mundo como sistema filosófico. Del mismo modo que la simetría pitagórica había proporcionado un marco a Copérnico, la geometría había seducido a Kepler y el círculo perfecto aristotélico hechizo a Harvey, así los “indestructibles” átomos de los filósofos atrajeron a los físicos y a los químicos. Francis Bacon observó que “la teoría de Demócrito referida a los átomos es, si no cierta, al menos aplicable con excelentes resultados al análisis de la Naturaleza”.

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