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                      Cuando en nuestro Universo quedaron libres los fotones… ¡Se hizo la Luz!

En alguna parte he podido leer que para comprender la realidad en sus niveles más elementales, basta con conocer el comportamiento de dos infinitesimales objetos: el electrón y el fotón. Todo el argumento de la QED [electrodinámica cuántica] gira en torno a un proceso fundamental: la emisión de un único fotón por un único electrón.

Cuando el movimiento de un electrón es alterado súbitamente, puede responder desprendiendo un fotón. La emisión de un fotón es el suceso básico de la mecánica cuántica:

 Un equipo de científicos lograron filmar por primera vez un electrón en movimiento gracias a una tecnología reciente que genera pulsos cortos e intensos de luz láser.

Toda la luz visible que vemos, así como las ondas de radio, la radiación infrarroja y los rayos X, está compuesta de fotonesque han sido emitidos por electrones, ya sea en el Sol, el filamento de una bombilla, una antena de radio o un aparato de rayos.

Los electrones no son las únicas partículas que pueden emitir fotones. Cualquier partícula eléctricamente cargada puede hacerlo, incluido el protón. Esto significa que los fotones pueden saltar entre dos protones o incluso entre un protón y un electrón. Este hecho es de enorme importancia para toda la ciencia y la vida en general. El intercambio continuo de fotonesentre el núcleo y los electrones atómicos proporciona la fuerza que mantiene unido al átomo. Sin estos fotones saltarines, el átomo se desharía y toda la materia dejaría de existir.

Se ha conseguido observar por primera vez la desintegración radiativa del neutrón.
Dentro de los núcleos de los átomos hay neutrones y protones. En condiciones normales y mientras que están ahí los neutrones son estables. Sin embargo los neutrones libres son inestables, tienen una vida media de unos 10 minutos, y se desintegran produciendo un protón un electrón y un antineutrino. Pero los físicos nucleares teóricos predijeron que una de cada mil veces los neutrones decaerían en todas esas partículas y además en un fotón.

Típicamente el neutrón decae en un protón, un antineutrino y un electrón. Muy raramente lo hace radiativamente emitiendo además un fotón. Diagrama: Zina Deretsky, National Science Foundation.

Mientras que un electrón pertenece al grupo de partículas llamadas fermiones, los fotones pertenecen a la familia de los bosones. Intentemos comprender esta película que es la intermediaria de todas las formas de radiación electromagnética.

…protagonizada por bosones…

Los fermiones hacen posible la materia “al estilo tradicional”, mientras que los bosones son elementos muy raros desde la forma de pensar a que estamos acostumbrados el común de los mortales. Para no complicarnos, la tabla periódica de elementos existe porque los fermiones no pueden “ser iguales”: no pueden solaparseuno sobre otro y se repelen si los obligamos. Es lo que damos por hecho cuando hablamos de materia, que cada pedazo de ésta ocupa su lugar y tiene sus propias cualidades.

Toda la materia que conocemos, la que forma las estrellas y los mundos y las galaxias, esa que llamamos luminosa o bariónica, la que emite radiación, está hecha de Leptones y Quarks, partículas que son Fermiones, y, esas otras partículas intermediarias de las cuatro fuerzas fundamentales, son las que pertenecen a la familia de los Bosones, tales como el Fotón, las W+, W- y Zº, los Gluones y el Gravitón.

Los bosones carecen de este sentido de la individualidad que tienen los Fermiones, digamos que poseen “alma grupal” y, en su estado más puro, todos forman una misma “súperpartícula”.  En el Modelo Estándar de la Física de partículas, los Bosones aparecen reseñados por esas cuatro letras situadas a la derecha, son las mensajeras de las cuatro fuerzas fundamentales, no tienen masa, y, en lo que al Gravitón se refiere… ¡No se deja encontrar!

Para entenderlo mejor, conviene recordar que las partículas no son bolitas como nos siguen enseñando en la escuela, sino que más allá de esta imagen existen como ondas o, al menos, sus funciones se equiparan al comportamiento de una onda.

En la década de 1920, Albert Einstein y el hindú Satyendra Nath Bose pronosticaron un quinto estado de la materia: el condensado de Bose-Einstein (BEC), el cual fue conseguido en laboratorio en 1995, algo que le valió el premio Nobel de 2001 a los científicos que lo lograron.

Un condensado de Bose-Einstein es un estado de la materia que se da en ciertos materiales a muy baja temperatura. En este estado de la materia, todos los átomos que lo constituyen se encuentran en el nivel de mínima energía, denominado estado fundamental. Descubierto en 1924 para los fotones por el indio Bose y por Einstein, no fue obtenido en laboratorio hasta 1995 por Cornell y Wieman al enfriar átomos a pocos nanokelvin por encima del cero absoluto. El condensado de Bose-Einstein fue la “molécula del año” según la revista Science en 1995 ya que se trata de un sistema cuántico macroscópico similar a una molécula pero con millones de átomos. Un átomo en un gas se mueve a una velocidad de unos unos 1000 km/h (unos 300 m/s) pero un condensado de Bose-Einstein se mueve a sólo 1 cm/s. Un condensado de Bose-Einstein es respecto a la materia ordinaria, como la luz de un láser es respecto a la de una bombilla. Gracias a ello se puede fabricar un láser de átomos, que en lugar de producir un haz de luz como un láser óptico, produce un haz (coherente) de átomos. En 1997 Ketterle fabricó el primer láser de átomos que producía un haz de átomos de sodio.

Cuando ciertas formas de materia [bosones] se enfrían hasta casi el cero absoluto, sus átomos se ponen en el estado de energía más baja, de modo que todos sus átomos vibran al unísono y se hacen coherentes. Las funciones de onda de todos los átomos se solapan, de manera que, en cierto sentido, un BEC [condensado de Bose-Einstein] es como un “superátomo” gigante en donde todos los átomos individuales vibran al unísono.

Al enfriar los átomos, su velocidad disminuye hasta que las longitudes de onda de cada uno de ellos se vuelven casi planas, superponiéndose unas a otras para formar una única onda que los describe a todos.

Así que un BEC se forma cuando los átomos en un gas sufren la transición de comportarse como “bolas de billar” al estilo de la física clásica, a comportarse como una onda gigante de materia al estilo de mecánica cuántica:

Si creamos dos BECs y los colocamos juntos, no se mezclan como gases ordinarios ni rebotan como lo harían dos sólidos. Donde los dos BECs se superponen, ellos “interfieren” como las ondas: delgadas capas paralelas de materia son separadas por capas delgadas de espacio vacío. El patrón se forma porque las dos ondas se suman donde sus crestas coinciden, y se cancelan donde una cresta se encuentra con un valle — a lo cual llamamos interferencia “constructiva” y “destructiva” respectivamente. El efecto es similar al de dos ondas que se superponen cuando dos piedras son lanzadas a un lago.

…ambientada en el vacío…

Y ahora, retrocedamos un poco más en este asunto del misterio que nos ocupa. Gracias a la tecnología láser, la física ha podido comprobar el extremo poder de la luz. Los láseres pueden hacer que las partículas virtuales se vuelvan reales. Pero, primero, aclaremos conceptos…

Las “Partículas virtuales”son partículas fundamentales que están constantemente surgiendo aparentemente de la nada y permanecen en el espacio-tiempo la friolera de una milésima de trillonésima de segundo –una cantidad que se forma poniendo una veintena de ceros a la derecha de la coma—. A pesar de denominarse “virtuales”, sus efectos son muy reales: la constante agitación de este burbujeo cuántico de partículas hace que el vacío tenga energía. Y esto es algo que afecta a la realidad, pues en ésta las fuerzas de atracción y repulsión dependen de la masa, y la masa no es sino energía expresada en unidades diferentes: E=mc².

Partículas virtuales que surgen de la NADA. Claro que, surgieron,¡es porque había! La Nada no existe.!

En el uso corriente la palabra vacío significa espacio vacío, espacio del que se ha extraído todo el aire, vapor de agua u otro material. Eso es también lo que significa para un físico experimental que trabaja con tubos de vacío y bombas de vacío. Pero para un físico teórico, el término vacío tiene muchas más connotaciones. Significa una especie de fondo en el que tiene lugar el resto de la física. El vacío representa un potencial para todas las cosas que pueden suceder en ese fondo. Significa una lista de todas las partículas elementales tanto como de las constantes de la Naturaleza que se pondrían de manifiesto mediante experimentos en dicho vacío. En resumen, significa un ambiente en el que las leyes de la física toman una forma particular. Un vacío diferente significa leyes de la física diferentes; cada punto en el paisaje representa un conjunto de leyes que son, con toda probabilidad, muy diferentes de las nuestras pero que son, en cualquier caso, posibilidades consistentes. El modelo estándar es meramente un punto en el paisaje de posibilidades.

La energía del vacío es, por tanto, la suma total de las energías de todas las partículas posibles. Es la llamada “energía oscura” que hace que el universo se expanda, haciendo frente a la atracción de la gravedad, y que proporciona alrededor del 80% de la materia-energía al universo –un 26% es “materia oscura”, y sólo un 4% es la materia conocida hasta el momento—.

Pero, ¿cómo una partícula virtual se convierte en real? Es decir, ¿cómo queda “atrapada” en el espacio-tiempo de forma más estable?

¡Los fotones de Yang-Mills adquieren su masa y el principio gauge se sigue cumpliendo! Al principio esta visión no mereció la atención que merecía. Por una parte, la gente pensó que el modelo era feo. El principio gauge estaba ahí, pero ya no era el tema central. El “Campo de Higgs” había sido puesto ahí “a propósito” y la “partícula de Higgs”, en sí misma, no era una “partícula gauge”

La Teoría de la Sipersimetría establece que, por cada partícula de materia, nace una gemela de antimateria. La antimateria es igual que la materia, pero con carga opuesta. Por ejemplo, el electrón tiene carga negativa, y su partícula de antimateria, el positrón, positiva. Materia y antimateria se aniquilan mutuamente pero, por algún motivo aún no aclarado, la simetría se rompió en algún momento, surgiendo más materia que antimateria, de ahí que nuestro universo, materia, pueda existir.

Pero hay algo más en todo esto. Y para ello, la luz es la clave.

Controlar los estados cuánticos macroscópicos de osciladores micromecánicos no es fácil; hacerlo con luz (fotones) requiere el acoplamiento coherente entre …

Una de los modelos teóricos elaborados para superar la visión de la gravedad de Einstein indica que los fotones de los rayos gamma de alta energía viajarían algo más despacio que los de baja energía, lo que viola el axioma del sabio alemán acerca de que toda radiación electromagnética, desde las ondas radio hasta los rayos gamma, viajan en el vacío a la misma velocidad (la de la luz). Sin embargo, no ha sido verificado mediante experimento, con lo cual, Einstein sigue teniendo razón.

… protagonizada por la “luz” como la propia …

Ya en los años 30, los físicos predijeron que un campo eléctrico muy fuerte, que no es sino un espacio alterado por la actividad de un montón de fotones coordinados, podría impulsar a las partículas virtuales con carga opuesta en diferentes direcciones, impidiendo que la materia y la antimateria se aniquilen.

Según el efecto de creación de pares,   un fotón con energía suficiente, lo que equivale a tener el doble de la energía que posee un electrón en reposo, da lugar a una pareja de electrón y positrón.

Aunque esto ya se consiguió en los años 90 a pequeña escala, gracias al desarrollo de la tecnología láser los científicos creen que estarán cerca de conseguir crear materia “en serie” mediante este proceso en unos pocos años.

Sabemos desde 1932, que un fotón gama con suficiente energía, puede formar un par de antipartículas, al interactuar con un átomo masivo, como el plomo. Pero el problema no termina, sino que, el electrón formado por un rayo gama, no interactúa con este tipo de fotón (gama), sino uno de luz visible,

Por otra parte, una vez que existen las partículas, los fotones interactúan sin cesar con ellas, siendo absorbidos y emitidos por las mismas de manera ininterrumpida.

Y de ello nace el movimiento gracias al cual todo existe en el espacio-tiempo. Sin movimiento, nuestra realidad desaparecería.

La carencia de masa de un fotón está ligada a su movimiento. Para que un cuerpo alcance la velocidad de la luz, su masa ha de ser cero. Y, como Einstein explicó en su día, la luz se mueve siempre a la velocidad de la luz. Si pretendemos que un fotónse pare, en lugar de ralentizarse observaremos que desaparece. Y, como se ha dicho al principio, si estos “fotones saltarines”  desaparecieran, toda la materia dejaría de existir.

Su esencia es el movimiento y su misión, según parece, hacer girar la rueda de la existencia del mismo universo

Ello es así debido al impacto de los fotones sobre las partículas elementales. La energía transmitida por un fotón es inversamente proporcional a su longitud de onda. Cuanto menos longitud de onda, más energía. Así, un fotón de luz visible tiene la energía suficiente para hacer reaccionar a un bastón de la retina. Si nos movemos en el espectro electromagnético, los fotones con longitud de onda ultravioleta pueden expulsar a los electrones de los átomos. Más allá, los rayos gamma pueden romper protones y neutrones…

Y ahora, vayamos al meollo de la cuestión e indaguemos en la cita con que se iniciaba este artículo: ¿qué hace que los electrones absorban y emitan fotones? Esto, en otros términos, vendría a ser lo mismo que preguntarnos: ¿por qué existe nuestro universo?

…con un misterio: el 137…

¿Qué determina el momento exacto en que un electrón emite un fotón? La física cuántica dice que nada lo hace, pues la Naturaleza es caprichosa en sus niveles más elementales. Aunque no es caótica en extremo, sólo probabilística.

A diferencia de la física newtoniana, la mecánica cuántica nunca predice el futuro en función del pasado. En su lugar, ofrece reglas muy precisas para computar la probabilidad de varios resultados alternativos de un experimento.

Y la probabilidad de que un electrón emita o absorba un fotón es la constante de estructura fina. El valor de esa constante es 1/137.

En otras palabras, sólo un afortunado electrón de cada 137 emite un fotón. Este es el significado de alfa: es la probabilidad de que un electrón, cuando se mueve a lo largo de su trayectoria, emita caprichosamente un fotón.

El inverso de la constante de estructura fina es 137. Desde su descubrimiento, éste número ha traído de cabeza a los grandes científicos.

No puedo recordar si fue  Richard Feynman o León Lederman, quien sugirió que todos los físicos pusiesen un cartel en sus despachos o en sus casas que les recordara cuánto es lo que no sabemos. En el cartel no pondría nada más que esto: 137. Ciento treinta y siete es el inverso de algo que lleva el nombre de constante de estructura fina. Este número guarda relación con la probabilidad de que un electrón emita o absorba un fotón. La constante de estructura fina responde también al nombre de alfa, y sale de dividir el cuadrado de la carga del electrón por el producto de la velocidad de la luz y la constante de Planck. Tanta palabra no significa otra cosa sino que ese solo número, 137, encierra los meollos del electromagnetismo (el electrón), la relatividad (la velocidad de la luz) y la teoría cuántica (la constante de Planck). Menos perturbador sería que la relación entre todos estos importantes conceptos hubiera resultado ser un uno o un tres o quizás un múltiplo de pi. Pero ¿137?

… es un número que determina la fuerza de una interacción) y equivale a 1/137,03599911.

 

“Lo más notable de este notable número es su adimensionalidad. La velocidad de la luz es de unos 300.000 kilómetros por segundo. Abraham Lincoln medía 1,98 metros. La mayoría de los números vienen con dimensiones. Pero resulta que cuando uno combina las magnitudes que componen alfa, ¡se borran todas las unidades! El 137 está solo: se exhibe desnudo a donde va. Esto quiere decir que a los científicos de Marte, o a los del decimocuarto planeta de la estrella Sirio, aunque usen Dios sabe qué unidades para la carga y la velocidad y qué versión de la constante de Planck, también les saldrá 137. Es un número puro.”

Leon Ledderman

Uno de los padres de la mecánica cuántica, Wolfgang Pauli, se obsesionó tanto con este número que dijo que, de poder hacerle una pregunta a Dios, sería esta: “¿Por qué 137?”

Gracias a su gran amistad con Carl G. Jung, Pauli conoció el mundo “alternativo” de los estudios sobre la psique y accedió a la tradición esotérica que ha acompañado al hombre desde el principio de los tiempos. Es así como supo que 137 se aproxima al valor correspondiente al ángulo áureo. Esto es, la versión circular del número áureo  o φ (phi).

      Sin fotones… ¡El Universo sería inestable, sería otro universo diferente!

En realidad, el ángulo de oro es, más o menos, 137,5º, y está presente en todo proceso natural donde se dé una combinación de espirales. Así, por ejemplo, las hojas de una planta surgen a lo largo del tallo cada 137,5º, pues así se logra la mayor eficiencia de espacio y de captación de la luz solar, ya que únicamente con éste ángulo es posible evitar que ninguna hoja obstaculice a las demás en la toma de luz sin que existan espacios muertos o vacíos.

Esta semejanza entre los valores de la constante de estructura fina y el ángulo áureo llevó a la doctora Raji Heyrovska  a buscar el ángulo áureo en el universo atómico (véase versión en español de su estudio).

Que esto sea así no debería extrañarnos, pues si el número áureo es una constante en toda la Naturaleza, su versión angular es la apropiada para estar presente en el universo cuántico, donde, recordemos, los elementos básicos de la realidad se reducen a funciones de onda.

…y un final místico.

Los fotones no tienen masa ni carga eléctrica. Sin embargo, pueden “extraer” del vacío partículas con masa y carga, tanto negativa como positiva.

Más allá de la matería y la energía, del tiempo y del espacio, el concepto de función de onda nos introduce en una realidad abstracta de donde surge todo.Y si, como hemos dicho, a menor longitud de onda mayor energía, también es posible afirmar que, en eso que David Bohm llamaba “orden implicado”, cuanto menor es la longitud de una onda cuántica, mayor es la presencia de masa en el espacio-tiempo.

Para la física, las matemáticas se han mostrado como la realidad que subyace a la materia. Todo se puede reducir a números, entidades que forman y organizan el espacio-tiempo. En este nivel de realidad, ni la materia ni la energía existen como tales, sino que demuestran ser el resultado de la interacción de entidades abstractas.

En esta pasión por los números, no podemos evitar recordar la versión cabalística de la filosofía perenne. Para la Kabbalah, lo divino responde a la “Nada”, ya que lo trascendente no puede ser aprehendido desde nuestra posición en el mundo finito.

En el momento de la Creación, la luz infinita se habría divido, quedando encerrada en conductos que, al romperse, producen la materia y, en definitiva, la fractura de la unidad primordial de la luz.

Esta materia o qelippot, en el sentido de “conchas” o caparazones que “encierran” la luz y rompen la harmonía unitaria de la luz, es el origen del mundo, de su finitud y causa del mal en la realidad no-divina. El mundo creado es así una fractura de la harmonía de la luz que crea la diferenciación y la tensión entre unas cosas y otras: este es el origen del mal, de la falta de harmonía que debe recuperarse en el curso de la historia.

¡Qué a estas alturas de la vida, existan personas,  que estén inmersos en estas patrañas! No lo entenderé nunca. También, de manera asombrosa, otros defienden que la Tierra es plana. ¿Se puede más sin sentido? ¿Qué pasa con las imágenes del ,planeta tomadas desde el Espacio, y, ¿por qué si navegamos siempre hacia adelante… ¡Volvemos al mismo sitio de partida?

La Kabbalah enseña, según esto, el camino para desarrollar la Vasija interior donde recibir la Luz, la cual, según va llenando dicha vasija, nos acerca a la unidad del Espíritu. Es así que la Luz, al tiempo que es “absorbida” por el alma, puede ser “proyectada” en el mundo mediante los actos del hombre trascendido.

Que la luz ha sido usada por todos los movimientos espirituales para referirse a lo divino es algo que a nadie se le escapa. La imagen que la Kabbalah ofrece aquí no es muy diferente de la que podríamos encontrar en textos rosacruces o en escritos orientales, entre otros.

Sin embargo, si esta vez he preferido usar el hermetismo hebreo es, como he mencionado, por su pasión hacia los números. Y es que el valor numérico para el término hebreo de “kabbalah” (cuya traducción es “recepción”) es…

como muchos ya sabrán…

Efectivamente…

137

Ciencia y tradición hermética unidas por un número que, en ambas, define la interacción entre luz y materia.

¡Qué Cosa!

Luz que, también en ambos casos, procede de la Nada.

Decía Jung que el Espacio y el Riempo son conceptos hipostasiados, fenómenos que hemos decidido convertir en reales. La física teórica y la consolidación de la mecánica cuántica han dejado claro, a lo largo de las últimas décadas, que toda esta realidad por la que combatimos, matamos, morimos, odiamos, repudiamos, humillamos, codiciamos, envidiamos o ansiamos consiste, simplemente, en Nada.

¿Nada?

Una ilusión de la psique por la que renunciamos a indagar en el misterio de la Vida y nuestra experiencia momentánea en el espacio-tiempo se convierte en un vagar ausentes, asumiendo que todo es un sinsentido.

A veces, en momentos de bajón, me pregunto si no será por eso por lo que, casi cien años después, nos siguen diciendo que la física cuántica es muy complicada para que lleguemos a entenderla…

Lo más triste, sin embargo, es que lo aceptamos…

Todo esto lo he leido o aprendido de gente que son más sabias que yo, ideas que tienen sus fuentes en trabajos realizados con la misión y el propósito de desvelar los secretos de la Naturaleza para saber, como es el Universo.

¿Lo conseguiremos alguna vez? Hilbert creía:

“Tenemos que sabrer, sabremos”.

Emilio Silvera V.

       Ya me gustaría contemplar, como contemplo la de arriba, a nuestra Galaxia, La Vía Láctea

Sólo en nuestra Galaxia existen más de 100.000 millones de estrellas. El Universo está poblado por cientos de miles de millones de Galaxias cuyo promedio es de 100 mil millones de estrellas cada una. En cada galaxia existen miles de miles de millones de soles con sus planetas, lo que supone una cantidad enorme de mundos. ¿Podemos pensar que de entre cientos y cientos de miles de millones de planetas, solo la Tierra alberga la vida inteligente? Parece algo pretencioso, ¿no te parece?

              ¿Qué clase de vida reinará en la Tierra dentro de 10.000 años?

Si nos asomamos al pasado y al presente, veremos que múltiples formas de vida han poblado el planeta. Ahora, solo el 1 por 100 de todas las especies que vivieron en nuestro planeta existen y, son millones las que disfrutan de este planeta con nosotros ¿cuántos miles de millones habrán desaparecido? El registro fósil no puede facilitarnos la respuesta a esa pregunta.

El Universo está lleno de vida que se aparece en mil formas diferentes, unas inteligentes y otras vegetativas, de distintas morfologías e incluso distintas en sus componentes básicos que, a diferencia de la nuestra, basada en el carbono, aquellas podrán tener u origen vital en el silicio o vaya usted a saber de qué componentes podrían estar formadas y si han dado origen a civilizaciones inteligentes que ni podemos imaginar.

No tenemos que asombrarnos de nada, nosotros mismos, de seguro asombraríamos a una raza inteligente que nos pudiera observar y viera que la patente n° 6.754.472, ha sido concedida a Microsoft y ampara los mecanismos o procedimientos para “transmitir datos y energía utilizando el cuerpo humano”. Se trata, según aparece, de aprovechar la conductividad de la piel para conectar una serie de dispositivos electrónicos por todo el cuerpo.

EL MICROCHIP EN EL CUERPO HUMANO

Por más prácticas que sean las tarjetas comunes al microchip pueden ser siempre robadas, perdidas o dañadas. Ahora los grandes financieros presentaron la última solución: ligar físicamente a la persona con su carta, de modo que no haya posibilidad alguna de perderla. El microchip no estará más inserto en una tarjeta plástica, sino implantado directamente en el cuerpo humano, bajo la piel, como se hace actualmente con los animales con fines identificatorios. Se puede así saber a cada momento dónde se encuentra el animal, gracias a los satélites y a las antenas celulares. Pero, si esto sigue así, ¿dónde queda nuestra supuesta libertad?

Además, muchos tratan de apagar esta llama de la libertad y del libre pensamiento. Hay que dejar transcurrir, dentro de una dinámica lógica del pensamiento que, las ideas fluyan y los proyectos se plasmen.

Con certeza no sabemos hasta dónde podremos llegar. Sin embargo, por el camino emprendido…da un poco de miedo pensarlo. Me viene a la mente una escena futurista en la cual, una raza avanzada, conecta un dispositivo metálico en la sien de un humano y, en una pantalla, aparecen las imágenes de sus recuerdos. Sí, pueden parecer exageraciones, pero a mí particularmente, me parecen escenas cotidianas de cualquier día del siglo XXIII.

Es increíble lo que puede desarrollar la mente humana y, sus logros, no parece que puedan tener barreras. En cada época aparece un científico que mejora los descubrimientos de sus antecesores, así ocurrió con Newton y Einstein, por ejemplo.

De momento, no sabemos despejar la incognita. Existe una gran interrogación cuando se hace la pregunta de ¿hasta donde podrá evolucionar nuestra mente? y,  si esa es la pregunta, lLa respuesta es…  ¡No lo sabemos!Pero demos un giro a nuestros pensamientos y recpordemos que…

El Lago de Como está en Lombardía en las provincias de Lecco y Como y a unos 199 metros sobre el nivel del mar. Mide 142 km2 y tiene 416 metros de profundidad, lo que lo hace uno de los lagos mas profundos de Europa y el tercer lago mas grande de Italia.

En el año 1.927, en un Congreso de Física celebrado en Como (Lago de Italia, provincia de Como, en Lombardía, al pie de los Alpes, atravesado por el río Adda y rodeado por colinas cubiertas de bosques que lo hacen muy pintoresco), Niels Bohr habló por primera vez del “Principio de complementariedad”, una idea que tuvo fortuna científica y fortuna literaria. Esta mezcla suele poner de los nervios a los científicos, que consideran escandaloso, y con razón, que se usen conceptos científicos fuera de su contexto. Todos hemos visto aplicar las ideas de relatividad, caos, fractales, indeterminación, singularidad (que no tienen sentido fuera de su expresión matemática) para hablar de todo lo divino y lo humano.

             Lorentz 

Aquel Congreso quedó inscrito en los anales de la historia de la Física. Asistieron Born, Compton, Fermi, Heisemberg, Lorentz, Millikan, Pauli, Planck, Sommerferld, es decir, lo más reluciente del ingenio humano en la Física del momento, a excepción de Einstein que, por motivos personales, no asistió.

En su enunciado Bohr dijo que quería resolver las diferencias insalvables que había entre la descripción clásica de los fenómenos físicos y la descripción cuántica. La diferencia fundamental (dicho en plan coloquial) era que la Física clásica creía en la realidad de los fenómenos, mientras que la cuántica pensaba que el estado del sistema depende del observador. Puso como ejemplo la naturaleza de la luz.

¿ Es una onda o una partícula ? Son las dos cosas, siempre dependiedo del momento y del cómo la observemos.

Para explicar los fenómenos de interferencia hay que considerarla onda, pero para explicar la interacción entre radiación y materia, conviene considerarla corpúsculo. Bohn propuso su “Principio de complementariedad”. El fenómeno depende del sistema de observación y, en último término, la realidad no sería más que el resultado de todos los sistemas posibles de observación.

Muchos años después, Richar Feynman, con su contundencia habitual dijo: “La dualidad de la luz es el único misterio de la Física”. Bueno, añadió otra cosa: “La teoría cuántica está simplemente más allá de cualquier explicación”.

A partir del Congreso de Como, todos los físicos (menos Einstein) se hicieron Kartianos. Recordad que Kant había separado la “cosa en sí” de las cosas tal y como aparecen en nuestro conocimiento, es decir, de los fenómenos. Nosotros sólo podemos conocer los fenómenos, nunca las cosas tal como son en realidad. Esto ha suscitado muchas disputas entre los físicos, que no saben si la realidad sometida al Principio de complementariedad es la última realidad, o hay otra más real por debajo, escondida allí donde no podemos verla. Es interesante seguir el proceso de invención de ese Principio, porque demuestra una vez más que un científico no llega a una teoría por un procedimiento racional, sino por una especie de golpe – intuición que salta en su cerebro y le sugiere la solución ¿ Saltará en mi cabeza por fin el secreto de las fluctuaciones de vacío en esa dichosa quinta dimensión, donde está escondida -si realmente existe- la “materia oscura” ?

Se ha dicho que el Amor es instinto y cultura pero, también es locura y desenfreno, es ver lo que no hay y obviar lo que está a la vista, es como entrar en otro mundo sin salir de este nuestro y, el enamorado, está dotado de un “algo espacial” que puede ver en su amada, cosas que nadie puede…¡El Amor!, o, ¿El motor del mundo?

Jerome Bruner, un avispado psicólogo del pasado siglo, contó una conversación que había mantenido con Bohr acerca de la complementariedad del pensamiento y la emoción. El físico le confesó que su Principio se le había ocurrido meditando sobre si debía castigar o no a su hijo que había hecho una trastada. “Me di cuenta de que no se puede juzgar al mismo tiempo a la luz del amor y a la luz de la justicia”. En fin, había caído en el mismo problema en que se habían enfrascado los teólogos medievales al preguntarse si Dios podía ser a la vez justiciero y misericordioso. Simplemente, a Bohr le ocurrió como a tantos otros que, cuando el problema les toca de cerca, la objetividad se evapora, el sentido de la justicia decrece y, deja de tener la capacidad de decidir. Lo que nos pasa a todos.

¡Valiente personaje! el tal Shabriar S. Afshar, quiere mandar a Einstein al rincón de los castigados y eliminar al fotón. algunos no tienen límite a la hora de conquistar un poco de notoriedad. Ahí está el hombre ante su ordenador y los micrófonos para decir sus…¿tonterías? Bueno quería decir sus teorías.

Todo esto viene a cuento porque cuando escribí esto, acababa de leer un artículo sobre un tal Shabriar S. Afshar y sus experimentos en el Institute for Radiation Induce Studies (Boston). Este señor, cree haber encontrado, o mejor, dice haber demostrado que Borh estaba equivocado. Dicho más técnicamente, se puede seguir el rastro de un fotón sin alterar el patrón de interferencias. Considera que la realidad tiene propiedades definidas y evaluables.

Pero da un paso más. Entre el fotón y la onda, escoge la onda. Más aún, piensa que si el resultado de sus experimentos se repite usando otras partículas, es la mecánica cuántica entera la que está en dificultades. Y ya en el disparadero, obtiene una última consecuencia. Si el fotón no existe, habría que retirarle a Einstein el Premio Nobel que ganó en 1.921.

Desde luego algunos no se paran en barra a la hora de ganar notoriedad, y, además, siempre encuentran una cohorte de acólitos que están dispuestos a seguirles. Llama la atención el editorial que ha publicado “New Scientist”. Reconociendo que los experimentos de Afshar tienen que ser corroborados, sin embargo, aplaude fervorosamente su intento. “La ortodoxia cuántica ha sido aceptada durante demasiado tiempo sin cuestionar su autoridad. Afshar, continúa, sigue el mejor camino de la tradición científica: explorar los misterios, no oscurecerlos.

Es increíble la cancha que le dan al tal Afshar, me gustaría saber qué dicen los físicos al respecto. Claro que, los medios, siempre que el asunto (¡”la noticia”!) sea escandalosa y polémica…están encantados para ganar audicencia.

¿ Tendremos que cantar el réquiem por el fotón? ¡No! Eso iría en contra de la realidad física del mundo en el que vivímos. Gracias al cuanto de luz que llamamos fotón, podemos ver todo lo que nos rodea. Sería un auténtico contratiempo, yo estoy encariñado con él. Está claro que es la condición humana, siempre estaremos dispuestos para hacerles la puñeta a los otros. ¡ Mira que pretender quitarle a Einstein el Nobel ! ¡ Sí, el que le dieron por su trabajo del Efecto Fotoelectrico ! Hay veces en las que está bien tomarse las cosas desde el punto de vista más distendido y coloquial, no siempre podemos estar tan serios.

Son tantas las pruebas y los exámenes que ha pasado con éxito la Mecánica Cuántica que, lo de ese tal Afshar, me parece una broma. El cuanto de energía de Planck como punto de partida, desarrolló un sistema de teoría cuántica que se utilizó para explicar las propiedades de los átomos y moléculas, donde ese “cuanto” era el punto de partida. Se incorporó el principio de indeterminación de Heisemberg y la longitud de onda de De Broglie para establecer la dualidad onda-corpúsculo, en la cual está basada la ecuación de Schrödinger y su función de onda. Esta forma de mecánica cuántica se llama mecánica ondulatoria. Un formalismo alternativo, pero equivalente, es la mecánica matricial, basada en operadores matemáticos.

Así que, la ecuación de Einstein Sabiendo todo esto, y conociendo algo de las bases sobre las que opera la mecánica cuántica, la pretensión de ese tal Afsbar, me parece muy pretenciosa y algo ridícula, además de osada e impertinente ¿ No sabe que en boquita cerrada no entran moscas ? Que demuestre primero y hable después.

E_m=hf-ø donde la energía cinética máxima está dada precisamente por esta ecuación, según el tal Afshar, es una falsa. ¡ Que tío !

Creo haberle dedicado más tiempo del necesario a este comentario, así que pasaremos a otra cosa.

El fotón, neutrino, electrón, protón, neutrón, muón, tau, kaón, sigma, omega, W y X, gluón, quarks, gravitón, etc, son nombres muy familiares y, cada uno de ellos nos trae una imagen o un recuerdo a nuestras mentes que, los asocia a aquello de o que forma parte en las diferentes familias de partículas y la función que cada una de ellas tiene encomendada en el universo infinitesimal de lo muy pequeño.

El fotón es el cuanto de luz, radiación electromagnética de una longitud de onda comprendida entre 380 y 780 mm, que produce percepción visual. Se define como el producto de visibilidad por el poder radiante, sinedo éste último la intensidad de propagación de la energía radiante.

El fotón, como partícula, con masa en reposo nula que corre el espacio vacío a 299.792.458 metros por segundo, puede ser considerado como una unidad de energía igual a hf, donde h es la constante de Planck y f es la frecuencia de la radiación en hertzios. Son necesarios para explicar el fenómeno fotoeléctrico y otros fenómenos que requieren que la luz tenga carácter de partícula.

Hay cosas que te hacen sonreir. La “Reflexología Celular por Estimulación Fotónica”, que se vende a 200€ la sesión, asegura un rápido exito en acabar con el tabaquismo, asegurando que aplica la física para conseguir desengancharse del tabaco. Sin embargo, analizando las bases de la supuesta revolución médica no encontramos más que pura charalatanería típica de cualquier remedio mágico.

No pocas veces se utiliza la física y sus términos para que, unos aprovechados, saquen partido aunque sea a base de “estafar” con falsos anuncios -que los medios no tendrían que admitir- a personas que están con problemas de todo tipo. Y, por ejemplo, el problema que arriba se menciona (tabaquismo), tiene una sóla solución quen está en nosotros mismos, es la mente la única medicina. La voluntad de no seguir fumando.

          La luz está siempre presente en nuestras vidas (aunque sea de noche) Cuando el sol se apaga, el espectáculo que ofrece la ciudad iluminada a vista de pájaro es indiscriptible.

De la luz, nos podríamos estar hablando horas y horas, de sus propiedades en fotónica, fotoquímica, fotosfera y otros muchos ámbitos del saber humano con la luz relacionados, como por ejemplo, la claridad luminosa que irradian los cuerpos en combustión, ignición o incandescencia y miles de ejmplos más que nos llevan al convencimiento de que la luz, es muy importante en nuestras vidas. Entre otras cosas, hace posible que podamos ver los objetos sobre los que inciden los fotones para hacerlo posible.

Newton nos descubrió que la luz del Sol o luz blanca, era el producto de la mezcla de todos los componentes coloreados, hizo pasar un rayo de luz por un prisma y, la habitación donde hacía el experimento, sus paredes, se llenaron de luciérnagas luminosas de muchos colores, el arcoiris estaba allí, del rojo al violeta, descompuestos en mariposas luminosas.

Aunque el tema de la luz me fascina, n quiero repetirme, y, hace poco, en uno de mis últimos trabajos, traté ampliamente el tema. El estado natural (último) de la materia, no será sólido, líquido, gaseoso, plasma o materia oscura, el estado final de la materia, cuando pase por todas las fases y trascienda a un estado superior de conexión total con el Universo, será la LUZ. Ahí, dentro de los rayos luminosos, estarán gravados todos los recuerdos, toda la conciencia de la Humanidad que, para entonces, será otra cosa y, sonreirá al ver que un día muy lejano, discutían de Espacio – Tiempo, de Materia, de Vacío, de Energía, de………¿materia oscura?, de Masa…

Si hablamos de neutrinos, estaremos hablando de Leptones

Tenemos que tener en cuenta que la fuerza que lo liga al núcleo es enorme y no existe físicamente entre los materiales conocido, es una fuerza ATOMICA DE ATRACCIÓN ETRE CARGA ELÉCTRICAS POSITIVAS Y NEGATIVAS, es decir, entre el protón y el electrón. Sin la existencia del electrón, a pesar de su pequeñez es importantísimo, no podría existir…

El electrón es la partícula principal de la familia y está presente en todos los átomos en agrupamientos llamados capas electrónicas alrededor del núcleo. Tiene una masa en reposo (m_e) de numeración 9,1093897(54)X10^-31 Kg y una carga negativa de 1,602 17733(49)x10^-19 culombios. La antipartícula es el positrón que, en realidad, es copia exacta de todos sus parámetros, a excepción de la carga que es positiva.

La familia de Leptones esta formada por:

Si el electrón se considerara como una carga puntual, su autoenergía es infinita y surgen dificultades de la ecuación de Lorentz-Dirac. Es posible dar al electrón un tamaño no nulo con un radio r_o‘ llamado el radio clásico del electrón. El electrón es muy importante en nuestras vidas, es un componente insustituible de la materia y los átomos que son posibles gracias a sus capas electrónicas alrededor de los núcleos positivos que se ven, de esta forma equilibrados por la energía igual, negativa, de los electrones.

El protónpodría tener un menor tamaño al que hasta ahora se le ha asignado, lo cual pese a ser un diminuto cambio tendría enormes implicaciones. Resulta que el protón parece ser 0,00000000000003 milímetros más pequeño de lo que los investigadores habían pensado anteriormente, de acuerdo a una investigación que publica en Nature. La diferencia es tan ínfima, que podría creerse que para ninguna persona, incluyendo a los físicos, debería ser importante. Pero las nuevas medidas indicarían que hay espacios en la teoría de la mecánica cuántica, “Es una discrepancia seria” comenta Ingo Sick, físico de la Universidad de Basilea en Suiza, quien trata de conciliar el hallazgo con los descubrimientos logrados en las últimas cuatro décadas. “Hay algo realmente mal en algún sitio.

Los protones están entre las partículas más comunes. junto a los neutrones, quienes forman los núcleos de cada átomo que hay en el Universo. Pese a su cotidianidad, los protones aún representan un msiterio para los físicos nucleares, añade dice Randolf Pohl, investigador del Instituto Max Planck de Óptica Cuántica en Garching, Alemania, y autor del artículo de Nature. “No comprendemos gran parte de su estructura interna”, comenta.

Parece que los protones son un pequeño punto de carga positiva, pero al estudiarlos de cerca, resulta ser una partícula más compleja. Cada protón está formado de partículas fundamentales menores, llamados quarks, y esto hace que su carga esté aproximadamente extendida sobre un área esférica.

Los físicos pueden medir el tamaño de un protón observando cómo los electrones interactúan con un protón. Un único electrón orbitando un protón puede ocupar sólo ciertos niveles discretos de energía, los cuales se describen a través de las leyes de la mecánica cuántica. Algunos de esos niveles de energía dependen en parte del tamaño del protón, y desde la década de 1960, los físicos han realizado cientos de medidas del tamaño del protón con una asombrosa precisión. Las estimaciones más recientes, realizadas por Sick usando datos anteriores, colocan el radio del protón alrededor de los 0,8768 femtometros (1 fentómetro = 10^-15 metros).”

Los átomos están formados por un núcleo que conforman los nucleones (protones y neutrones) que, a su vez, están formados por Quarks que son confinados por los Grluones, la partícula mediadorade la fuerza fuerte. Ese núcleo está ropdeado de electrones para el que átomo quede conformado y, su estabilidad está asegurada al tener los protones carga positiva que es igual en fuerza a la negativa de los electrones. Los átomos se enlazan formando moléculas y estas a su vez macromoléculas como la doble esperiral de ADN.

Los protones, como los neutrones, son de la familia de los Hadrones. El protón es una partícula (no elemental) que tiene carga positiva igual en magnitud a la del electrón y posee una masa de 1,672614×10^-27 kg, que es 1836,12 veces la del electrón. El protón aparece en los núcleos atómicos, por eso, junto al neutrón, también son conocidos como nucleones.

La familia de los Hadrones es la clase de partícula subatómica que interaccionan fuertemente, e incluye protones, neutrones y piones. Los hadrones son o bien bariones, que se desintegran en protones y que se cree están formados por tres quarks, o mesones, que se desintegran en leptones o fotones o en pares de protones y que se cree que están formado por un quark y un antiquark.

La materia bariónica, es la que forman planetas, estrellas y Galaxias, y la pódennos ver por todas partes. Nosotros mismos estamos hechos de Bariones. La otra materia, esa que no podemos ver y que, nuestra ignorancia nos ha llevado a llamar oscura, esa, de momento no sabemos lo que es.

Las partículas conocidas como bosones: fotón, gluón,gravitón, partícula W⁺ W^– y Z^° son las que median en el transporte de las fuerzas fundamentales de la naturaleza. El Fotón, transporta el electromagnetismo, la luz. El Gluón, transporta la fuerza nuclear fuerte que se desarrolla en el núcleo del átomo. El Gravitón (aún por localizar), nos trae y nos lleva la Gravitación Universal, haciendo posible que nuestros pies estén bien asentados sobre la superficie del planeta. Y, por último, las partículas W y Z, responsables de la radiación natural y espontánea de algunos elementos como el Uranio.

El hombre no dejará de valerse de todos los medios a su alcance para desvelar los secretos de la Naturaleza

Este pequeño repaso a modo de recordatorio, es algo inevitable, si hablamos de materia, las partículas se nos cuelan y, como si tuvieran vida propia (que la tienen), nos obliga a hablar de ellas, lo que, por otra parte no esta mal. Como la única verdad del Universo es que todo es lo mismo, sino que, en cada momento, cada cosa ocupa su lugar exacto, resulta que, al final, se hable de lo que se hable, aunque sea de la conciencia y del ser, venimos a parar al mismo sitio: El Universo, la materia, la luz, el tiempo…….

Parece mentira como a veces, cuando estoy inmerso en mis más profundos pensamientos, y tengo una conexión directa con algo que instruyo superior, lo veo todo más claro, todo es más fácil. Haber si en uno de estos momentos puedo enganchar esas fluctuaciones de vacío en la 5ª dimensión. Me parece que debe estar cerca, ronda mi cabeza, me induce ideas nebulosas y se van corriendo a sumergirse en las neblinas de mi ignorancia.

¡ Ya veremos en que desemboca todo esto !

Emilio Silvera V.

 El divagar de la mente