{"id":8222,"date":"2024-02-12T09:40:13","date_gmt":"2024-02-12T08:40:13","guid":{"rendered":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/?p=8222"},"modified":"2024-02-12T09:40:54","modified_gmt":"2024-02-12T08:40:54","slug":"%c2%a1mecanica-cuantica-extrano-mundo","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2024\/02\/12\/%c2%a1mecanica-cuantica-extrano-mundo\/","title":{"rendered":"\u00a1Mec\u00e1nica Cu\u00e1ntica! Extra\u00f1o “mundo”"},"content":{"rendered":"

El a\u00f1o pasado se pudo leer en la prensa<\/p>\n

“Hasta este a\u00f1o todos los objetos hechos por el hombre hab\u00edan funcionado de acuerdo a las leyes de la mec\u00e1nica cl\u00e1sica. En marzo, sin embargo, un grupo de investigadores dise\u00f1\u00f3 un aparato que funciona de formas que s\u00f3lo puede ser descrito por la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica – el conjunto de normas que rige el comportamiento de las cosas peque\u00f1as, como las mol\u00e9culas, \u00e1tomos y part\u00edculas subat\u00f3micas. En reconocimiento del terreno conceptual en el cual este experimento opera, el ingenio detr\u00e1s de \u00e9l y de sus m\u00faltiples aplicaciones potenciales, la prestigiosa revista Sciene ha llamado a este descubrimiento el avance cient\u00edfico m\u00e1s importante del 2010.<\/strong><\/p>\n

Los f\u00edsicos Andrew Cleland y John Martinis de la Universidad de California<\/em> en Santa Barbara y sus colegas dise\u00f1aron la m\u00e1quina, una peque\u00f1a pala de metal de semiconductores, visible a simple vista que ‘baila a un ritmo cu\u00e1ntico’. Primero, los cient\u00edficos enfriaron la pala hasta llevarla a su “estado m\u00e1s fundamental”, o el estado de menor energ\u00eda permitida por las leyes de la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica (una meta largamente buscada por los f\u00edsicos)<\/strong>.<\/p>\n

Luego incrementaron la energ\u00eda de la misma por s\u00f3lo un cuantio<\/a> para producir un estado puramente mec\u00e1nico-cu\u00e1ntico de movimiento. Incluso se las arreglaron para poner el aparato en dos estados a la vez, vibrando mucho y poco al mismo tiempo<\/strong>, un fen\u00f3meno ins\u00f3lito que s\u00f3lo puede ser explicable por las extra\u00f1as reglas de la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica<\/a>.”<\/p>\n

\"http:\/\/www.mpe.mpg.de\/410729\/orbits3d_small_gif.gif\"<\/p>\n

Las reglas de la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica tienen que ser aplicadas si queremos describir estad\u00edsticamente un sistema de part\u00edculas que obedece a reglas de \u00e9sta teor\u00eda en vez de las de la mec\u00e1nica cl\u00e1sica.\u00a0 En estad\u00edstica cuantica, los estados de energ\u00eda se considera que est\u00e1n cuantizados.\u00a0 La estad\u00edstica de Bose-Einstein<\/a> se aplica si cualquier n\u00famero de part\u00edculas puede ocupar un estado cu\u00e1ntico dado. Dichas part\u00edculas (como dije antes) son los bosones<\/a> que, tienden a juntarse.<\/p>\n

\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 Los bosones<\/a> tienen un momento angular n h \/ 2p, donde n es cero o un entero y h es la constante de Planck<\/a>.\u00a0 Para bosones<\/a> id\u00e9nticos, la funci\u00f3n de ondas es siempre sim\u00e9trica.\u00a0 Si solo una part\u00edcula puede ocupar un estado cu\u00e1ntico, tenemos que aplicar la estad\u00edstica Fermi-Dirac y las part\u00edculas (como tambi\u00e9n antes dije) son los fermiones<\/a> que tienen momento angular (n+\u00bd) h\/2p y cualquier funci\u00f3n de ondas de fermiones<\/a> id\u00e9nticos es siempre antisim\u00e9trica.<\/p>\n

\"http:\/\/farm5.static.flickr.com\/4140\/4745204958_afd02b2486.jpg\"<\/p>\n

La mejor teor\u00eda para explicar el mundo subat\u00f3mico naci\u00f3 en 1928 cuando el te\u00f3rico Paul Dirac combin\u00f3 la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica con la relatividad<\/a> especial para explicar el comportamiento del electr\u00f3n<\/a>. El resultado fue la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica relativista, que se transform\u00f3 en un ingrediente primario en la teor\u00eda cu\u00e1ntica de campos. Con unas pocas suposiciones y unos ajustes ad-hoc, la teor\u00eda cu\u00e1ntica de campos ha probado ser suficientemente poderosa para formar la base del modelo est\u00e1ndar de las part\u00edculas y las fuerzas. (Fuente Art\u00edculo publicado en Ciencia Kanija).<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

La relaci\u00f3n entre el esp\u00edn<\/a> y la estad\u00edstica de las part\u00edculas est\u00e1 demostrada por el teorema esp\u00edn<\/a>-estad\u00edstica.<\/p>\n

En un espacio de dos dimensiones es posible que\u00a0existan part\u00edculas (o cuasipart\u00edculas) con estad\u00edstica intermedia entre bosones<\/a> y fermiones<\/a>.\u00a0 Estas part\u00edculas se conocen con el nombre de aiones; para aniones id\u00e9nticos la funci\u00f3n de ondas no es sim\u00e9trica (un cambio de fase de+1) o antisim\u00e9trica (un cambio de fase de -1), sino que interpola continuamente entre +1 y -1.\u00a0 Los aniones pueden ser importantes en el an\u00e1lisis del efecto Hall cu\u00e1ntico fraccional y han sido sugeridos como un mecanismo para la superconductividad de alta temperatura.<\/p>\n

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Debido al principio de exclusi\u00f3n<\/a> de Pauli es imposible que dos fermiones<\/a> ocupen el mismo estado cu\u00e1ntico (al contrario de lo que ocurre con los bosones<\/a>).<\/p>\n

La condensaci\u00f3n de Bose-Einstein<\/a> es de importancia fundamental para explicar el fen\u00f3meno de la superfluidez. A temperaturas muy bajas (del orden de 2×10-7<\/sup>k) se puede formar un condensado de Bose-Einstein<\/a>, en el que varios miles de \u00e1tomos forman una \u00fanica entidad (un super\u00e1tomo). Este efecto ha sido observado con \u00e1tomos de rubidio y litio. Este efecto (condensaci\u00f3n Bose-Einstein<\/a>), como ya habr\u00e9is podido suponer, es llamado as\u00ed en honor al f\u00edsico Satyendra Naht Bose (1.894-1.974) y de Albert Einstein<\/a>.<\/p>\n

Distribuci\u00f3n de momentos que confirma la existencia de un nuevo estado de agregaci\u00f3n de la materia<\/a>, el condensado de Bose-Einstein<\/a>. Datos obtenidos en un gas de \u00e1tomos de rubidio<\/a>, la coloraci\u00f3n indica la cantidad de \u00e1tomos a cada velocidad, con el rojo indicando la menor y el blanco indicando la mayor. Las \u00e1reas blancas y celestes indican las menores velocidades. A la izquierda se observa el diagrama inmediato anterior al condensado de Bose-Einstein<\/a> y al centro el inmediato posterior. A la derecha se observa el diagrama luego de cierta evaporaci\u00f3n<\/a>, con la sustancia cercana a un condensado de Bose-Einstein<\/a> puro. El pico no es infinitamente angosto debido al Principio de indeterminaci\u00f3n de Heisenberg<\/a>: dado que los \u00e1tomos est\u00e1n confinados en una regi\u00f3n del espacio, su distribuci\u00f3n de velocidades posee necesariamente un cierto ancho m\u00ednimo. La distribuci\u00f3n de la izquierda es para T > Tc (sobre 400 nanokelvins (nK)), la central para T < Tc (sobre 200 nK) y la de la derecha para T << Tc (sobre 50 nK).<\/p>\n

\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 As\u00ed que, el principio de exclusi\u00f3n<\/a> de Pauli tiene aplicaci\u00f3n no s\u00f3lo a los electrones<\/a>, sino tambi\u00e9n a los fermiones<\/a>; pero no a los bosones<\/a>.\u00a0 Si nos fijamos en todo lo que estamos hablando aqu\u00ed, nos daremos cuenta de que la mec\u00e1nica cu\u00b4\u00e7antica es extra\u00f1a y siendo f\u00e1cil comprender como forma un campo magn\u00e9tico la part\u00edcula cargada que gira, no resulta tan f\u00e1cil saber por qu\u00e9 ha de hacer lo mismo un neutr\u00f3n<\/a> descargado.<\/p>\n

\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 Lo cierto es que ocurre as\u00ed. La prueba directa m\u00e1s evidente de ello es que cuando un rayo de neutrones<\/a> incide sobre un hierro magnetizado, no se comporta de la misma forma que lo har\u00eda si el hierro no estuviese magnetizado.\u00a0 El magnetismo del neutr\u00f3n<\/a> sigue siendo un misterio; los f\u00edsicos sospechan que contiene cargas positivas y negativas equivalentes a cero, aunque por alguna raz\u00f3n desconocida, lograr crear un campo magn\u00e9tico cuando gira la part\u00edcula.<\/p>\n

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\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 Particularmente creo que, si el neutr\u00f3n<\/a> tiene masa, si la masa es energ\u00eda (E=mc2<\/sup>), y si la energ\u00eda es electricidad y magnetismo (seg\u00fan Maxwell), el magnetismo del neutr\u00f3n<\/a> no es tan extra\u00f1o, sino que es un aspecto de lo que en realidad es, \u00a1materia! La materia es la luz, la energ\u00eda, el magnetismo.\u00a0 En definitiva, la fuerza que reine en el Universo y que est\u00e9 presente, de una u otra forma en todas partes (aunque no podamos verla).<\/p>\n

\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 \u00a1Es Curioso!<\/p>\n

\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 Sea como fuere, la rotaci\u00f3n del neutr\u00f3n<\/a> nos de la respuesta a esas preguntas:<\/p>\n

\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 \u00bfQu\u00e9 es el antineutr\u00f3n<\/a>?\u00a0 Pues, simplemente, un neutr\u00f3n<\/a> cuyo movimiento rotatorio se ha invertido; su polo sur magn\u00e9tico, por decirlo as\u00ed, est\u00e1 arriba y no abajo.\u00a0 En realidad, el prot\u00f3n<\/a> y el antiprot\u00f3n<\/a>, el electr\u00f3n<\/a> y el positr\u00f3n, muestran exactamente el mismo fen\u00f3meno de los polos invertidos.<\/p>\n

\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 Es indudable que las antipart\u00edculas pueden combinarse para formar la \u201cantimateria\u201d, de la misma forma que las part\u00edculas corrientes forman la materia ordinaria.<\/p>\n

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\"\"<\/p>\n

\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 No, no es el LHC pero, sin embargo, tambi\u00e9n hizo importantes descubrimientos<\/p>\n

\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 La primera demostraci\u00f3n efectiva de antimateria se tuvo en Brookhaven en 1.965, donde fue bombardeado un blanco de berilio con 7 protones<\/a> BeV y se produjeron combinaciones de antiprotones y antineutrones, o sea, un \u201cantideuter\u00f3n\u201d. Desde entonces se ha producido el \u201cantihielo 3\u201d, y no cabe duda de que se pudiera crear otros antin\u00facleos m\u00e1s complicados aun si se abordara el problema con m\u00e1s inter\u00e9s.<\/p>\n

\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 Pero, \u00bfexiste en realidad la antimateria? \u00bfHay masas de antimateria en el Universo?<\/p>\n

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\"\"<\/p>\n

Bueno, sabemos que no son las galaxias las que se alejan, sino que es el espacio el que se expande. Lo que no sabemos es encontrar antimateria en el espacio interestelar y, si la hay y est\u00e1 presente… \u00a1A\u00fan no la hemos podido encontrar! Algunos dicen que hay galaxias de antimateria y, yo digo que tengo un pariente en la galaxia Astrinia del c\u00famulo Ultram\u00f3n a diez mil millones de a\u00f1os-luz de nuestra regi\u00f3n.<\/p>\n

\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 Lo cierto es que si las hubiera, no revelar\u00edan su presencia a cierta distancia. Sus efectos gravitatorios y la luz que produjeran ser\u00edan id\u00e9nticos a los de la materia corriente.\u00a0 Sin embargo, cuando se encontrasen las masas de las distintas materias, deber\u00edan ser claramente perceptibles las reacciones masivas del aniquilamiento mutuo resultante del encuentro.\u00a0 As\u00ed, pues, los astr\u00f3nomos observan especulativamente las galaxias, para tratar de encontrar alguna actividad inusual que delate dichas interacciones materia-antimateria.<\/p>\n

\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 No parece que dichas observaciones, al menos hasta el momento, hayan sido un \u00e9xito.<\/p>\n

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\"http:\/\/upload.wikimedia.org\/wikipedia\/commons\/b\/b9\/Cosmological_composition.jpg\"<\/p>\n

Seg\u00fan estimaciones recientes, resumidas en este gr\u00e1fico de la NASA, alrededor del 70% del contenido energ\u00e9tico del Universo consiste en energ\u00eda oscura, cuya presencia se infiere en su efecto sobre la expansi\u00f3n del Universo pero sobre cuya naturaleza \u00faltima no se sabe casi nada.<\/p>\n

\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 \u00bfEs posible que el Universo este formado casi enteramente por materia, con muy poca o ninguna antimateria? Y si es as\u00ed, \u00bfpor qu\u00e9? dado que la materia y la antimateria son equivalentes en todos los aspectos, excepto en su oposici\u00f3n electromagn\u00e9tica, cualquier fuerza que crease una originaria la otra, y el Universo deber\u00eda estar compuesta de iguales cantidades de la una y de la otra.<\/p>\n

\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 Este es el dilema.\u00a0 La teor\u00eda nos dice que deber\u00eda haber all\u00ed antimateria, pero las observaciones lo niegan, no lo respaldan. \u00bfEs la observaci\u00f3n la que falla? \u00bfY qu\u00e9 ocurre con los n\u00facleos de las galaxias activas, e incluso m\u00e1s a\u00fan, con los causares? \u00bfDeber\u00edan ser estos fen\u00f3menos energ\u00e9ticos el resultado de una aniquilaci\u00f3n materia-antimateria? \u00a1No creo! Ni siquiera ese aniquilamiento parece ser suficiente, y los astr\u00f3nomos prefieren aceptar la noci\u00f3n de colapso gravitatorio y fen\u00f3menos de agujeros negros<\/a>, como el \u00fanico mecanismo conocido para producir la energ\u00eda requerida.<\/p>\n

\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 Est\u00e1bamos hablando de mec\u00e1nica cu\u00e1ntica y me pas\u00e9, sin que me diera cuenta a otras regiones del saber humano que, va siendo bastante amplio y, en ocasiones, nos llevan a relacionar unas cosas con otras aunque parezcan no tener sentido entre s\u00ed y, en realidad, siempre existe una relaci\u00f3n oculta entre lo peque\u00f1o y lo grande que, en definitiva, vienen a ser la misma cosa pero se comportan de manera diferente en uno y en otro \u00e1mbito.<\/p>\n

emilio silvera<\/p>\n

\r\n\t\t\r\n\t\t
<\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span>hotmail correo<\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span>[?]<\/a><\/span><\/td><\/tr><\/table><\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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