{"id":17063,"date":"2021-01-01T10:10:42","date_gmt":"2021-01-01T09:10:42","guid":{"rendered":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/?p=17063"},"modified":"2021-01-01T10:17:04","modified_gmt":"2021-01-01T09:17:04","slug":"no-tampoco-los-fisicos-entienden-la-mecanica-cuantica","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2021\/01\/01\/no-tampoco-los-fisicos-entienden-la-mecanica-cuantica\/","title":{"rendered":"No, tampoco los f\u00edsicos entienden la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica"},"content":{"rendered":"

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“Imagen ilustrativa de la\u00a0dualidad onda-part\u00edcula<\/strong>, en la cual se puede ver c\u00f3mo un mismo fen\u00f3meno puede tener dos percepciones distintas.\u00a0La\u00a0dualidad onda-corp\u00fasculo<\/strong>, tambi\u00e9n llamada\u00a0dualidad onda-part\u00edcula<\/strong>\u00a0es un\u00a0fen\u00f3meno cu\u00e1ntico<\/a>, bien comprobado emp\u00edricamente, por el cual muchas\u00a0part\u00edculas<\/a>\u00a0pueden exhibir comportamientos t\u00edpicos de ondas en unos experimentos mientras aparecen como part\u00edculas compactas y localizadas en otros experimentos. Dado ese comportamiento dual, es t\u00edpico de los objetos\u00a0mecano-c\u00faanticos<\/a>, donde algunas part\u00edculas pueden presentar interacciones muy localizadas y como ondas exhiben el fen\u00f3meno de la\u00a0interferencia<\/a>.”<\/div>\n
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Funciones de onda del electr\u00f3n<\/a> en un \u00e1tomo de hidr\u00f3geno a diferentes niveles de energ\u00eda. La mec\u00e1nica cu\u00e1ntica no puede predecir la ubicaci\u00f3n exacta de una part\u00edcula en el espacio, solo la probabilidad de encontrarla en diferentes lugares. Las \u00e1reas m\u00e1s brillantes representan una mayor probabilidad de encontrar el electr\u00f3n<\/a>.<\/p>\n

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“En\u00a0f\u00edsica<\/a>, se conoce como\u00a0longitud de onda<\/strong>\u00a0la distancia que recorre una perturbaci\u00f3n peri\u00f3dica que se propaga por un medio en un ciclo. La longitud de onda, tambi\u00e9n conocida como\u00a0periodo espacial<\/strong>\u00a0es la inversa de la\u00a0frecuencia<\/a>\u00a0multiplicado por la velocidad de propagaci\u00f3n de la onda en el medio por el cu\u00e1l se propaga. La longitud de onda se suele representar con la letra griega\u00a0\u03bb (lambda<\/a><\/a>).”<\/strong><\/p>\n

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Esquema de una funci\u00f3n de onda mono-electr\u00f3nica u orbital\u00a0en tres dimensiones.<\/p>\n

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\"En<\/p>\n

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En la imagen la conjetura rese\u00f1ada m\u00e1s abajo<\/p>\n

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“La\u00a0conjetura de Birch y Swinerton-Dyer<\/strong>\u00a0es una conjetura matem\u00e1tica, enunciada en\u00a01965<\/a>\u00a0por los matem\u00e1ticos ingleses\u00a0Bryan Birch<\/a>\u00a0y\u00a0Peter Swinerton-Dyer<\/a>.<\/p>\n

Es uno de\u00a0los siete problemas del milenio<\/a>, cuya soluci\u00f3n premia el\u00a0Instituto Clay de Matem\u00e1ticas<\/a>\u00a0con un mill\u00f3n de d\u00f3lares.”<\/p>\n

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“A medida que aumenta el grado del polinomio de Maclaurin, se\u00a0aproxima<\/a>\u00a0a la funci\u00f3n. Se ilustran las aproximaciones de Maclaurin a\u00a0sen(x<\/em>), centradas en 0, de grados\u00a01,\u00a03,\u00a05,\u00a07,\u00a09,\u00a011\u00a0y\u00a013.”<\/p>\n

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“La\u00a0gr\u00e1fica<\/a>\u00a0de la funci\u00f3n exponencial (en azul), y la suma de los primeros\u00a0n<\/em>+1 t\u00e9rminos de su serie de Taylor en torno a cero (en rojo).”<\/p>\n

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“La conjetura relaciona los datos aritm\u00e9ticos asociados a una\u00a0curva el\u00edptica<\/a>\u00a0E<\/em>\u00a0sobre un\u00a0cuerpo num\u00e9rico<\/a>\u00a0K<\/em>\u00a0con el comportamiento de la\u00a0Funci\u00f3n\u00a0L<\/em>\u00a0de Hasse-Weil<\/a>\u00a0L<\/em>(E<\/em>,\u00a0s<\/em>) de\u00a0E<\/em>\u00a0en\u00a0s<\/em>\u00a0=\u00a01. Concretamente, se conjetura que el\u00a0rango<\/a>\u00a0del\u00a0grupo abeliano<\/a>\u00a0E<\/em>(Q<\/strong>) de puntos de\u00a0E<\/em>\u00a0es igual al orden del cero de\u00a0L<\/em>(E<\/em>,\u00a0s<\/em>) en\u00a0s<\/em>\u00a0= 1, y el primer coeficiente distinto de 0 en la\u00a0expansi\u00f3n de Taylor<\/a>\u00a0de\u00a0L<\/em>(E<\/em>,\u00a0s<\/em>) en\u00a0s<\/em>\u00a0= 1 es dado por un mejor refinamiento de datos aritm\u00e9ticos ligados a\u00a0E<\/em>\u00a0sobre\u00a0Q<\/strong>. En particular, asegura que si\u00a0L<\/em>(E<\/em>,\u00a01<\/em>) = 0, entonces el grupo\u00a0E<\/em>(Q<\/strong>) es infinito, y rec\u00edprocamente, si\u00a0L<\/em>(E<\/em>,\u00a01<\/em>) \u2260 0, entonces\u00a0E<\/em>(Q<\/strong>) es finito.”<\/p>\n

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Una encuesta realizada entre f\u00edsicos demuestra que la mayor\u00eda no comprende que tipo de realidad describen las teor\u00edas. Y, desde luego, la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica, con todos sus vericuetos, no es f\u00e1cil de dominar. Precisamente por eso, los f\u00edsicos (que no pueden abarcarlo todo), se especializan en cuestiones concretas, tales como la f\u00edsica de part\u00edculas y otras.<\/p>\n

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\"Dibujo\"Aprende<\/p>\n

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\"Per\u00fa\"Un\"Persona<\/p>\n

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Uno de los mayores misterios <\/strong>de la Ciencia es el hecho de que los objetos macrosc\u00f3picos (una mesa, una casa, una pelota, un planeta, una persona…) siguen una serie de leyes f\u00edsicas que, literalmente, no funcionan en el mundo de las part\u00edculas subat\u00f3micas. En la escala de lo infinitamente peque\u00f1o, en efecto, cualquier objeto o ser vivo convencional se compone de un conjunto m\u00e1s o menos numeroso de part\u00edculas.<\/p>\n

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\"Funci\u00f3n<\/p>\n

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“El valor de la funci\u00f3n de onda\u00a0\"tex2html_wrap_inline2828\"\u00a0asociada con una part\u00edcula en movimiento esta relacionada\u00a0con la probabilidad de encontrar a la part\u00edcula en el punto (x,y,z) en el instante de tiempo t.”<\/span><\/span><\/span><\/em><\/p>\n

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Y esas part\u00edculas, por separado, son capaces de hacer cosas que los conjuntos de part\u00edculas, como nosotros, o las mesas y las casas, no pueden. Aparecer y desaparecer<\/strong> a voluntad, estar en varios lugares al mismo tiempo, comunicarse de forma instant\u00e1nea o, incluso, viajar adelante y atr\u00e1s en el tiempo, son solo algunas de las extraordinarias propiedades <\/strong>a las que los f\u00edsicos han tenido que ir acostumbr\u00e1ndose a la hora de lidiar con los constituyentes \u00edntimos de la materia.<\/p>\n

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\"Resultado<\/p>\n

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Para guiarse en ese mundo extra\u00f1o, fue necesario crear toda una nueva F\u00edsica, la Mec\u00e1nica Cu\u00e1ntica<\/strong>, que describe, o trata de describir, lo que podemos esperar encontrarnos en el extra\u00f1o reino de los protones<\/a>, los electrones<\/a>, los quarks<\/a> y el resto de las part\u00edculas subat\u00f3micas que forman parte del Modelo Estandar <\/a>y que conforman la realidad f\u00edsica que nos rodea.<\/p>\n

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\"Del<\/p>\n

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Ni que decir tiene que para un profano en la materia, la Mec\u00e1nica Cu\u00e1ntica resulta abstracta y dif\u00edcil de comprender. Pero una reciente encuesta publicada por la revista New Scientist <\/a>demuestra que tampoco los f\u00edsicos <\/strong>se ponen de acuerdo a la hora de definir cu\u00e1l es exactamente la realidad que la Mec\u00e1nica Cu\u00e1ntica describe. Y lo que es m\u00e1s, a un buen n\u00famero de ellos ni siquiera les importa. En otras palabras: en esta cuesti\u00f3n, los propios f\u00edsicos est\u00e1n igual de perdidos<\/strong> que el resto de los mortales.<\/p>\n

En la encuesta participaron 149 f\u00edsicos. El 39% de ellos mostr\u00f3 su apoyo a la interpretaci\u00f3n de Copenhague<\/a>, que es el retrato “cl\u00e1sico” de la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica, formulado por el f\u00edsico dan\u00e9s Niels Bohr en 1927. Otro 25%, sin embargo, prefiri\u00f3 otras interpretaciones <\/strong>alternativas y un impresionante 36% declar\u00f3 no tener preferencia alguna al respecto. Es m\u00e1s, muchos de los encuestados afirmaron no estar seguros<\/strong> de comprender lo que una u otra interpretaci\u00f3n significan realmente.<\/p>\n

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\"Resultado<\/p>\n

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La autora del art\u00edculo de New Scientist, Sophia Chen, sostiene que la interpretaci\u00f3n convencional, la que obtuvo un mayor porcentaje en la encuesta, es tambi\u00e9n la primera (y a menudo la \u00fanica) que los f\u00edsicos aprenden, y eso no significa, en absoluto, que sea la m\u00e1s acertada.<\/p>\n

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\"Niels\"Max<\/a><\/p>\n

\u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 Niels Bohr.\u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0\u00a0Max Born<\/strong><\/p>\n

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\"Bundesarchiv<\/a>
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\u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 Heisenberg<\/div>\n
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“Con el nombre de\u00a0interpretaci\u00f3n de Copenhague<\/strong>\u00a0se hace referencia a la\u00a0interpretaci\u00f3n de la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica<\/a>\u00a0considerada tradicional u ortodoxa. Fue formulada en\u00a01927<\/a>\u00a0por el f\u00edsico dan\u00e9s\u00a0Niels Bohr<\/a>, con ayuda de\u00a0Max Born<\/a>\u00a0y\u00a0Werner Heisenberg<\/a>, entre otros, durante una conferencia realizada en\u00a0Como<\/a>,\u00a0Italia<\/a>. Se conoce as\u00ed debido al nombre de la ciudad en la que resid\u00eda Bohr.”<\/div>\n<\/blockquote>\n
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\"{\\frac<\/p><\/blockquote>\n

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“Y por tanto para part\u00edculas macrosc\u00f3picas, dada la peque\u00f1ez de la constante de Planck<\/a>, los efectos cu\u00e1nticos resumidos en el segundo miembro se anulan, lo cual explica porqu\u00e9 los efectos cu\u00e1nticos s\u00f3lo son apreciables a escalas subat\u00f3micas.”<\/p>\n

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\"Ruta\"Lago\"Lago\"Lago\"Lago<\/p>\n

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Im\u00e1genes del Lago de Como en Italia donde tuvo lugar aquella famosa reuni\u00f3n<\/p>\n<\/blockquote>\n

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La interpretaci\u00f3n de Copenhague utiliza la ecuaci\u00f3n de Scr\u00f6dinger<\/a> para predecir los resultados de los experimentos en f\u00edsica cu\u00e1ntica, e incorpora el principio de incertidumbre<\/a><\/strong>, seg\u00fan el que no se puede conocer, al mismo tiempo, el momento y la velocidad de una part\u00edcula dada. De hecho, para observar una part\u00edcula, es necesario bombardearla con otras part\u00edculas, lo que cambia bruscamente su trayectoria y afecta a los resultados de la observaci\u00f3n.<\/p>\n

Los cr\u00edticos, por su parte, subrayan la inconsistencia<\/strong> de lo que sabemos sobre el mundo cu\u00e1ntico con las leyes de la Naturaleza. Por eso, recurren a otras interpretaciones, como la de los multiversos<\/strong>, formulada por el australiano Howard Wiseman en 2014 y seg\u00fan la cual los fen\u00f3menos cu\u00e1nticos surgen de la interacci\u00f3n de m\u00faltiples universos<\/strong> que, sin embargo, est\u00e1n regidos por el mismo conjunto de leyes. “Es muy extra\u00f1o, lo admito -explica el propio Wiseman a New Scientist- pero un conjunto de universos paralelos que obedecen a las mismas leyes es algo bastante menos extra\u00f1o que un \u00fanico Universo con excepciones a sus reglas, como dice la interpretaci\u00f3n de Copenhague”.<\/p>\n

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El 32% de los encuestados afirm\u00f3 no entender <\/strong>lo suficiente ninguna de las interpretaciones como para hacerse una opini\u00f3n, mientras que otro 23% asegur\u00f3 que cualquier interpretaci\u00f3n resulta irrelevante. Algunos llegaron a sostener que muchas interpretaciones del mundo cu\u00e1ntico nunca podr\u00e1n ser verificadas <\/strong>experimentalmente, ya que pertenecen m\u00e1s al terreno de la filosof\u00eda que al de la f\u00edsica.<\/p>\n

En resumen, concluye el art\u00edculo, el gran n\u00famero de posibles soluciones podr\u00eda ser un indicativo de que, quiz\u00e1s, ninguna de ellas <\/strong>est\u00e1 en el camino correcto. Llevamos ya un siglo discutiendo sobre el tema y todo apunta a que lo haremos durante por lo menos otro siglo m\u00e1s. Seg\u00fan dijo en su d\u00eda el propio Niels Bohr, considerado como uno de los padres de la Mec\u00e1nica Cu\u00e1ntica, “lo que nosotros llamamos realidad est\u00e1 hecha de cosas que no pueden ser consideradas reales. Si la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica no le ha impactado profundamente, es que no la ha entendido todav\u00eda”.<\/p>\n

Publica: emilio silvera<\/p>\n<\/div>\n

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