{"id":617,"date":"2022-04-04T10:05:04","date_gmt":"2022-04-04T09:05:04","guid":{"rendered":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/?p=617"},"modified":"2022-04-03T09:06:07","modified_gmt":"2022-04-03T08:06:07","slug":"hablando-de-fisica-y-otras-cuestiones","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2022\/04\/04\/hablando-de-fisica-y-otras-cuestiones\/","title":{"rendered":"\u00bfLa Mec\u00e1nica Cu\u00e1ntica! \u00a1El Efecto T\u00fanel! Y, \u00bfcuanto m\u00e1s?"},"content":{"rendered":"

Los n\u00facleos para formar \u00e1tomos est\u00e1n rodeados por varios niveles de electrones<\/a> y todos sabemos que un \u00e1tomo es la parte m\u00e1s peque\u00f1aque puede existir de un elemento, es la fracci\u00f3n m\u00ednima de ese elemento. Consta de un denso n\u00facleo de protones<\/a> y neutrones<\/a> (los nucleones<\/a>) rodeados de electrones<\/a> movi\u00e9ndose a velocidades cercanas a las de la luz. Es lo que se conoce como estructura electr\u00f3nica del n\u00facleo y que tiene que ver con los niveles de energ\u00eda que los electrones<\/a> ocupan en sus orbitales.<\/p>\n

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\"F\u00cdSICA<\/p>\n

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El orbital s tiene simetr\u00eda esf\u00e9rica alrededor del n\u00facleo at\u00f3mico. En la figura siguiente se muestran dos formas alternativas para representar la nube electr\u00f3nica de un orbital s: en la primera, la probabilidad de encontrar al electr\u00f3n<\/a> (representada por la densidad de puntos) disminuye a medida que nos alejamos del centro; en la segunda, se representa el volumen esf\u00e9rico en que el electr\u00f3n<\/a> pasa la mayor parte del tiempo.<\/p>\n

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\"Archivo:Es-Orbital<\/p>\n

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La forma geom\u00e9trica de los orbitales p es la de dos esferas achatadas hacia el punto de contacto (el n\u00facleo at\u00f3mico) y orientadas seg\u00fan los ejes de coordenadas. En funci\u00f3n de los valores que puede tomar el tercer n\u00famero cu\u00e1ntico ml<\/sub> (-1, 0 y 1) se obtienen los tres orbitales p sim\u00e9tricos respecto a los ejes x<\/em>, z<\/em> e y<\/em>. An\u00e1logamente al caso anterior, los orbitales p presentan n-2 nodos radiales en la densidad electr\u00f3nica, de modo que al incrementarse el valor del n\u00famero cu\u00e1ntico principal la probabilidad de encontrar el electr\u00f3n<\/a> se aleja del n\u00facleo at\u00f3mico. El orbital “p” representa tambi\u00e9n la energ\u00eda que posee un electr\u00f3n<\/a> y se incrementa a medida que se aleja entre la distancia del n\u00facleo y el orbital.<\/p>\n

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\"Es-Orbitales<\/p>\n

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Los orbitales d tienen formas m\u00e1s diversas cuatro de ellos tienen forma de 4 l\u00f3bulos de signos alternados (dos planos nodales, en diferentes orientaciones del espacio), y el \u00faltimo es un doble l\u00f3bulo rodeado por un anillo (un doble cono nodal). Siguiendo la misma tendencia, presentan n-3 nodos radiales.<\/p>\n

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\"Orbitales<\/p>\n

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Los orbitales f tienen formas a\u00fan m\u00e1s ex\u00f3ticas, que se pueden derivar de a\u00f1adir un plano nodal a las formas de los orbitales d. Presentan n-4 nodos radiales.<\/p>\n

Una vez dejada la rese\u00f1a b\u00e1sica de lo que es el \u00e1tomo y donde est\u00e1n situados los electrones<\/a> por capas o niveles alrededor de su n\u00facleo, veamos el fen\u00f3meno principal de este comentario referido a “esquivar el tiempo”.<\/p>\n

Si un fot\u00f3n<\/a> viajero va por el espacio a 299.792’458 Km\/s, velocidad de c<\/em>, golpea a un electr\u00f3n<\/a> situado alrededor de un n\u00facleo, lo que ocurre trae de cabeza a los cient\u00edficos que no saben explicar de manera convincente la realidad de los hechos. El electr\u00f3n<\/a> golpeado absorbe el fot\u00f3n<\/a> y, de manera inmediata, desaparece del nivel que ocupa y, sin recorrer la distancia que los separa, simult\u00e1neamente aparece en el nivel superior. Es lo que llamamos el “salto cu\u00e1ntico<\/a>” que es ir, m\u00e1s all\u00e1 de los l\u00edmites que podemos comprender, el fen\u00f3meno se aparta de lo que nos dicta el sentido com\u00fan.<\/p>\n

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\"\"<\/p>\n

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Imagen ilustrativa de la dualidad onda-part\u00edcula, en el cual se puede ver c\u00f3mo un mismo fen\u00f3meno puede tener dos percepciones distintas. La Mec\u00e1nica cu\u00e1ntica, ese Modelo de la F\u00edsica que nos habla del mundo infinitesimal, aunque est\u00e1 muy avanzada y se utiliza como una eficiente herramienta cient\u00edfica, lo cierto es que, tiene a\u00fan muchos rincones en sombra que nos impide ver m\u00e1s all\u00e1. Sin embargo, se tiene la esperanza de que, en un futuro pr\u00f3ximo, la luz del entendimiento inunde esos lugares en penumbra y nos permita, al fin, comprender la verdadera personalidad de la naturaleza de la materia y de las fuerzas que la rigen.<\/p>\n

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\"Bohr<\/p>\n

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El electr\u00f3n<\/a> desaparece y, e manera simult\u00e1nea, sin saber por donde recorri\u00f3 el trecho, se sit\u00faa en otra \u00f3rbita superior.<\/p>\n

\n<\/blockquote>\n

El Salto cu\u00e1ntico es uno de los muchos misterios que desean desvelar los f\u00edsicos, y, la pregunta a contestar es: \u00bfPor d\u00f3nde hizo el viaje el electr\u00f3n? \u00bfEn qu\u00e9 lugar se escondi\u00f3 mientras desapareci\u00f3? \u00bfC\u00f3mo pudo aparecer simult\u00e1neamente en otro lugar, sin recorrer la distancia existente entre el nivel de partida y el de llegada? Y, \u00bfC\u00f3mo esquiv\u00f3 el tiempo para que todo ocurriera simult\u00e1neamente?<\/p>\n

Estas son preguntas que a\u00fan no podemos contestar, aunque s\u00ed es verdad que nos gusta especular con el hecho de que ser\u00eda una posible manera traspasar el muro que supone, para los viajes espaciales, la velocidad de la luz y si pudi\u00e9ramos descubrir ese misterio, podr\u00edamos so\u00f1ar con viajar en el tiempo, y lo del electr\u00f3n<\/a>, conocido como “efecto t\u00fanel<\/em>” o salto cu\u00e1ntico<\/a>,<\/em> es una idea que, desde hace alg\u00fan tiempo, no deja de resonar en la mente de muchos con este fin.<\/p>\n

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\"http:\/\/1.bp.blogspot.com\/_--V--Hap59U\/TVKZVSvvscI\/AAAAAAAADVc\/S6bLQBFATiU\/s1600\/salto.JPG\"<\/p>\n

\u00bfEstar\u00e1 la respuesta del viaje a otros mundos en la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica?<\/p>\n

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Necesitamos tiempo para cambiar las cosas. Sobre todo, la cultura cient\u00edfica de los pueblos. La Ciencia es un \u00e1mbito que s\u00f3lo visitan unos pocos. Deber\u00eda ser obligatorio que en las escuelas todos salieran sabiendo (de manera b\u00e1sica) lo que es la Ciencia, en qu\u00e9 mundo vivimos, el origen de los seres humanos y de las dem\u00e1s criaturas, y, desde luego, un conocimiento sencillo de la Naturaleza y del Universo al que pertenecemos. Es penoso que, preguntados unos reci\u00e9n licenciados por c\u00f3mo se formaban las estrellas, de una encuesta realizada a 3.000 individuos, s\u00f3lo tres contestaron de manera correcta.<\/p>\n

Sinceramente creo que son los gobiernos los que fomentan este tipo de sociedades “no pensantes” que se pueden guiar f\u00e1cilmente con los programas “basura” de las televisiones que facilitan y colaboran a que no levantemos cabeza.<\/p>\n

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\u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0\"GH<\/p>\n

Programas como este de Gran Hermano nos denigra a todos<\/p>\n

\u00a1\u00a1 Es una pena!! Que personas adultas se puedan prestar a estas bajas actividades que denigran al Ser humano.<\/p>\n

Tenemos que desterrar esta situaci\u00f3n de programas vac\u00edos de contenido o prensa embrutecedora de los sentidos. Mejorar los h\u00e1bitos y, desde peque\u00f1itos, hacer que los ni\u00f1os lean mucho, que se interesen por las cosas verdaderamente importantes y que sientan dentro de su ser la curiosidad, la necesidad de saber.<\/p>\n

Para seguir avanzando habr\u00e1 que eliminar esta clase de sociedad aberrante, lo que de nuevo nos lleva a la misma cruda realidad, necesitamos tiempo… y buena voluntad. Pero sigamos con lo nuestro.<\/p>\n

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\u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0\u00a0\"La<\/p>\n

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El tiempo es una dimensi\u00f3n que permite distinguir entre dos sucesos que ocurren en el mismo punto del espacio y que de otra forma ser\u00edan id\u00e9nticos (espacio-tiempo). El intervalo entre dos de esos sucesos constituye la base de la medida del tiempo. Para prop\u00f3sitos generales, m\u00e1s cotidianos, la rotaci\u00f3n de la Tierra sobre su eje sirve para definir las unidades del reloj (el d\u00eda y la noche con 24 horas) y la \u00f3rbita del planeta Tierra, alrededor del Sol, (el a\u00f1o) se utiliza para definir las unidades del calendario con 365 d\u00edas. Para fines cient\u00edficos, los intervalos de tiempo son ahora definidos mediante la frecuencia de una radiaci\u00f3n electromagn\u00e9tica especificada. Tambi\u00e9n es interesante pararse a ver lo que es dilataci\u00f3n de tiempos que est\u00e1 dado en un factor \"\". Por otra parte, podr\u00edamos hablar de la operaci\u00f3n de reemplazar el tiempo t<\/em> por el tiempo -t<\/em>. La simetr\u00eda de la inversi\u00f3n temporal es conocida como invariancia.<\/p>\n

Como estamos comentando asuntos diversos que de alguna manera pueden estar relacionados con el tiempo, y comentamos tambi\u00e9n las diversas perspectivas y formas o enfoques de mirar el tiempo, no me puedo resistir aqu\u00ed una rese\u00f1a de lo que es el…<\/p>\n

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\"http:\/\/upload.wikimedia.org\/wikipedia\/commons\/6\/62\/Max_Planck_1878.GIF\"<\/p>\n

El joven Planck en su \u00e9poca de estudiante<\/p>\n

Tiempo de Planck<\/strong><\/p>\n

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Es el tiempo que necesita el fot\u00f3n<\/a> (viajando a la velocidad de la luz, c<\/em>, para moverse a trav\u00e9s de una distancia igual a la longitud de Planck<\/a>. Est\u00e1 dado por \"\" segundos, donde G<\/em> es la constante gravitacional (6’672 59 (85) \u00d710-11<\/sup> N m2<\/sup> kg-2<\/sup>), \u0127<\/em> es la constante de Planck<\/a> racionalizada (\u0127 = h\/2\u03c0 = 1’054589 \u00d7 10-34<\/sup> Julios segundo) y c<\/em> es la velocidad de la luz (299.792.458 m\/s).<\/p>\n

El valor del tiempo del Planck es del orden de 10-44<\/sup> segundos. En la cosmolog\u00eda del Big Bang<\/a>, hasta un tiempo Tp<\/sub> despu\u00e9s del instante inicial, es necesaria usar una teor\u00eda cu\u00e1ntica de la gravedad para describir la evoluci\u00f3n del universo.<\/p>\n

Expresado en n\u00fameros corrientes que todos podamos entender, su valor es el de la fracci\u00f3n de 1 segundo, que es el tiempo que necesita el fot\u00f3n<\/a> para recorrer la longitud de Planck<\/a>, de 10-35<\/sup> metros (veinte ordenes de magnitud menor que el tama\u00f1o del prot\u00f3n<\/a> de 10-15<\/sup> metros). El l\u00edmite de Planck es \"\".<\/p>\n

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\u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0\"Sab\u00edas<\/p>\n

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Todo, desde Einstein<\/a>, es relativo. Depende de la pregunta que se formule y de qui\u00e9n nos de la respuesta. Y, desde luego, si nos sumergimos en el “universo” de la Mec\u00e1nica Cu\u00e1ntica, adem\u00e1s de relativo, nos puede resultar m\u00e1gico, incomprensible, inaudito, asombroso, incre\u00edble, y, cualquier calificativo de negaci\u00f3n que podamos encontrar…le vendr\u00eda bien a las cosas que realmente pueden ocurrir en ese “mundo” de “realidad fant\u00e1stica” que no todos quisieron comprender.<\/p>\n

Fue por eso que Einstein<\/a> se neg\u00f3 a aceptar las conclusiones que pudiesen llegar de un m\u00e9todo cient\u00edfico tan abierto a errores relativos, enunciando as\u00ed su ya conocida frase \u201cNo creo que Dios juegue a los dados con nosotros\u201d.<\/p>\n

Sin embargo, la Teor\u00eda Cu\u00e1ntica sigui\u00f3 adelante y hemos llegado a lo que hemos llegado. Hoy podemos explicar algunos de los m\u00e1s especiales fen\u00f3menos de entre los a\u00f1os 1930-1950, y, posteriormente, muchos han sido los avances que en la F\u00edsica cu\u00e1ntica se han logrado.<\/p>\n

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\"Teor\u00eda\"Qu\u00e9<\/p>\n

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Si hasta casi 1930 las \u00fanicas part\u00edculas realmente conocidas eran los electrones<\/a> y los fotones<\/a>, a partir de entonces comenzaron a descubrirse te\u00f3ricamente m\u00e1s tipos de ellas, y experimentalmente a lo largo de las d\u00e9cadas siguientes. Hoy son cientos las part\u00edculas conocidas y sabemos las funciones que cada una de ellas tiene asignado, sus vidas medias, sus masas y cargas, sus espines, y, en definitiva, podemos estar orgullosos de conocer, en gran medida, a los principales componentes de la mate3ria que nos rodea y podemos ver y detectar por medio de su radiaci\u00f3n electro-magn\u00e9tica. Incluso, estamos buscando part\u00edculas profundamente escondidas, unas pueden estar en los oc\u00e9anos de Higgs<\/a>, como el dicho Bos\u00f3n que supuestamente le da masa a las dem\u00e1s part\u00edculas, y, otras, como el gravit\u00f3n<\/a>, puede estar escondido por todo el Universo pero, su inmenso radio de acci\u00f3n y su peque\u00f1ez, lo hacen “invisible” a nuestros detectores.<\/p>\n

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\u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0\"VY<\/p>\n

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No pocas veces nos olvidamos de que todo lo grande est\u00e1 hecho de cosas peque\u00f1as, y, as\u00ed, una estrella est\u00e1 compuesta de part\u00edculas peque\u00f1\u00edsimas que juntas hace ese todo descomunal que brilla en el cielo y emite luz y calor al espacio que la circunda. Hay estrellas, como VY Canis Majoris cuyo di\u00e1metro es de entre ~ 3,600 a 4,200 D\u2609, su radio podr\u00eda extenderse mas all\u00e1 de la \u00f3rbita de Saturno, alrededor de 9 UA<\/a>.<\/p>\n

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\"http:\/\/bitacoradegalileo.files.wordpress.com\/2010\/12\/estrella.gif\"<\/p>\n

Lo cierto es que para las estrellas super-masivas, cuando llegan al final de su ciclo y dejan de brillar por agotamiento de su combustible nuclear, en ese preciso instante, el tiempo se agota para ella. Cuando una estrella pierde el equilibrio existente entre la energ\u00eda termonuclear (que tiende a expandir la estrella) y la fuerza de gravedad (que tiende a comprimirla), al quedar sin oposici\u00f3n esta \u00faltima, la estrella super-masiva se contrae aplastada bajo su propia masa. Queda comprimida hasta tal nivel que llega un momento que desaparece, para convertirse en un agujero negro<\/a>, una singularidad<\/a>, donde dejan de existir el “tiempo” y el espacio. A su alrededor nace un horizonte de sucesos<\/em>, que si se traspasa se es engullido por la enorme gravedad del agujero negro<\/a>, y, es precisamente cuando se forma ese nuevo y ex\u00f3tico objeto, cuando necesitamos de nuevo de la Mec\u00e1nica cu\u00e1ntica para poder comprender, lo que una singularidad<\/a> es.<\/p>\n

En fin amigos, \u00a1es todo tan complej0!<\/p>\n

emilio silvera<\/em><\/p>\n

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