Podr\u00edamos decir sin temor a equivocarnos que la F\u00edsica del siglo XX empez\u00f3 exactamente en el a\u00f1o 1900, cuando el f\u00edsico Max Planck propuso, en un art\u00edculo de ocho p\u00e1ginas, una posible soluci\u00f3n a un problema que hab\u00eda estado intrigando a los f\u00edsicos durante muchos a\u00f1os. Es el problema de la luz que emiten los cuerpos calentados a una cierta temperatura, y tambi\u00e9n la radiaci\u00f3n infrarroja emitida, con menos intensidad, por los objetos m\u00e1s fr\u00edos.<\/p>\n
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Estaba bien aceptado entonces que esta radiaci\u00f3n ten\u00eda un origen electromagn\u00e9tico y que se conoc\u00edan las leyes de la Naturaleza que reg\u00edan estas ondas electromagn\u00e9ticas. Tambi\u00e9n se conoc\u00edan las leyes para el fr\u00edo y el calos, la as\u00ed llamada “termodin\u00e1mica”, o al menos eso parec\u00eda. Pero si usamos las leyes de la termodin\u00e1mica para calcular la intensidad de la radiaci\u00f3n, el resultado no tiene ning\u00fan sentido. Los c\u00e1lculos nos dicen que se emitir\u00eda una cantidad infinita de radiaci\u00f3n en el ultravioleta m\u00e1s lejano, y, desde luego, esto no es lo que sucede. Lo que se observa es que la intensidad de la radiaci\u00f3n muestra un pico a una cierta longitud de onda caracter\u00edstica, y que la intensidad disminuye tanto para longitudes mayores como para longitudes menores.<\/p>\n
Esta longitud caracter\u00edstica es inversamente proporcional a la temperatura absoluta del objeto radiante (la temperatura absoluta se define por una escala de temperatura que empieza a 273 \u00baC bajo cero). Cuando a 1.000 \u00baC un objeto se pone al “rojo vivo” (arriba en la imagen), el objeto est\u00e1 radiando en la zona de la luz visible.<\/p>\n
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Lo que Planck propuso fue simplemente que la radiaci\u00f3n s\u00f3lo pod\u00eda ser emitidas en paquetes de un tama\u00f1o dado. La cantidad de energ\u00eda de uno de esos paquetes, o cuantos, es inversamente proporcional a la longitud de onda y, por lo tanto, proporcional a la frecuencia de la radiaci\u00f3n. la f\u00f3rmula es<\/p>\n
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dinde E es la energ\u00eda del paquete, \u03bd es la frecuencia y h es una nueva constante fundamental de la naturaleza, la Constante de Planck<\/a>. Cuando Planck calcul\u00f3 la intensidad de la radiaci\u00f3n t\u00e9rmica imponiendo esta nueva condici\u00f3n, el resultado coincidi\u00f3 perfectamente con las observaciones.<\/p>\n \u00a0 A partir de aquello se comenz\u00f3 a hablar de la ley de radiaci\u00f3n de Planck que proporciona la distribuci\u00f3n de energ\u00eda radiada por un cuerpo negro (cuerpo hipot\u00e9tico que absorbe toda la radiaci\u00f3n qye incide sobre \u00e9l. Teine, por tanto, una absortancia y una emisividad de 1. Mientras que un aut\u00e9ntico cuerpo negro es un concepto imaginario, un peque\u00f1o agujero en la pared de un recinto a temperatura uniforme es la mejor aproximaci\u00f3n que se puede tener de \u00e9l en la pr\u00e1ctica).<\/p>\n Planck introdujo en la F\u00edsica el concepto novedoso de que la energ\u00eda es una cantidad que es radiada por un cuerpo en peque\u00f1os paquetes discretos, en vez de en una emisi\u00f3n continua. estos paquetes que se conocieron como cuantos y la ley formulada fue la base de la Teor\u00eda cu\u00e1ntica.<\/p>\n Poco tiempo despu\u00e9s, en 1905, Einstein<\/a> formul\u00f3 esta teor\u00eda de una forma m\u00e1s tajante: \u00e9l sugiri\u00f3 que los objetos calientes no son los \u00fanicos que emiten radiaci\u00f3n en paquetes de energ\u00eda, sino que toda la radiaci\u00f3n consiste en m\u00faltiplos del paquete de energ\u00eda de Planck. El pr\u00edncipe franc\u00e9s Louis- V\u00edctor de Broglie, d\u00e1ndole otra vuelta a la teor\u00eda, que no s\u00f3lo cualquier cosa que oscila tiene una energ\u00eda, sino que cualquier cosa con energ\u00eda se debe comportar como una “onda” que se extiende en una cierta regi\u00f3n del espacio, y que la frecuencia, \u03bd, de la oscilaci\u00f3n verifica la ecuaci\u00f3n de Planck. Por lo tanto, los cuantos asociados con los rayos de luz deber\u00edan verse como una clase de part\u00edculas elementales: el fot\u00f3n<\/a>. Todas las dem\u00e1s clases de part\u00edculas llevan asociadas diferentes ondas oscilatorias de campos de fuerza.<\/p>\n Muchas veces hemos hablado del electr\u00f3n<\/a> que rodea el n\u00facleo, de su carga el\u00e9ctrica negativa que complementa la positiva de los protones<\/a> y hace estable al \u00e1tomo; tiene una masa de solamente 1\/1.836 de la del n\u00facleo m\u00e1s ligero (el del hidr\u00f3geno). La importancia del electr\u00f3n<\/a> es vital en el universo.<\/p>\n \u00a0 El curioso comportamiento de los electrones<\/a> en el interior del \u00e1tomo descubierto y explicado por el famoso f\u00edsico dan\u00e9s Niels Bohr, se pudo atribuir a las ondas de Broglie. Poco despu\u00e9s, en 1926, Erwin Schr\u00f6dinger descubri\u00f3 como escribir la teor\u00eda ondulatoria de De Broglie con ecuaciones matem\u00e1ticas exactas. La precisi\u00f3n con la cual se pod\u00edan realizar c\u00e1lculos era asombrosa, y pronto qued\u00f3 claro que el comportamiento de todos los objetos peque\u00f1os quedaba exactamente determinado por las recien descubiertas “ecuaciones de ondas cu\u00e1nticas”.<\/p>\n Est\u00e1 bien comprobado que la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica funciona de maravilla\u2026, pero, sin embargo, surge una pregunta muy formal: \u00bfqu\u00e9 significan realmente estas ecuaciones?, \u00bfQu\u00e9 es lo que est\u00e1n describiendo? Cuando Isaac Newton<\/a>, all\u00e1 en 1867 formul\u00f3 c\u00f3mo deb\u00edan moverse los planetas alrededor del Sol, estaba claro para todo el mundo qu\u00e9 significaban sus ecuaciones: que los planetas estaban siempre en una posici\u00f3n bien definida des espacio y que sus posiciones y sus velocidades en un momento concreto determinan inequ\u00edvocamente c\u00f3mo evolucionar\u00e1n las posiciones y las velocidades en el tiempo.<\/p>\n Pero para los electrones<\/a> todo es diferente. Su comportamiento parece estar envuelto en misterio. Es como si pudieran \u201cexistir\u201d en diferentes lugares simult\u00e1neamente, como si fueran una nube o una onda, y esto no es un efecto peque\u00f1o. Si se realizan experimentos con suficiente precisi\u00f3n, se puede determinar que el electr\u00f3n<\/a> parece capaz de moverse simult\u00e1neamente a lo largo de trayectorias muy separadas unas de otras. \u00bfQu\u00e9 puede significar todo esto?<\/p>\n “Proyecta lo dif\u00edcil partiendo de donde a\u00fan es f\u00e1cil, realiza lo grande partiendo de donde a\u00fan es peque\u00f1o, todo lo dificil comienza siempre f\u00e1cil, todo lo grande comienza siempre peque\u00f1o, por eso el sabio nunca hace nada grande y realiza lo grande sin embargo, el \u00e1rbol de ancho tronco esta ya en el peque\u00f1o brote, un gran edificio se basa en una capa de tierra, el camino hacia lo eterno comienza ante tus pies” (Lao Ts\u00e9)<\/p>\n Niels Bohr consigui\u00f3 responder a esta pregunta de forma tal que con su explicaci\u00f3n se pudo seguir trabajando, y muchos f\u00edsicos siguen considerando su respuesta satisfactoria. Se conoce como la\u00a0interpretaci\u00f3n de Copenhague<\/em>\u00a0de la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica.<\/p>\n \u00a0 Las leyes de la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica han sido establecidas con mucha precisi\u00f3n; permite c\u00f3mo calcular cualquier cosa que queramos saber. Pero si queremos \u201cinterpretar\u201d el resultado, nos encontramos con una curiosa incertidumbre fundamental: que varias propiedades de las part\u00edculas peque\u00f1as no pueden estar bien definidas de manera simult\u00e1nea. Por ejemplo, podemos determinar la velocidad de una part\u00edcula con mucha precisi\u00f3n, pero entonces no sabremos exactamente d\u00f3nde se encuentra; o a la inversa, podemos determinar la posici\u00f3n con precisi\u00f3n, pero entonces su velocidad queda mal definida. Si una part\u00edcula tiene esp\u00edn<\/a> (rotaci\u00f3n alrededor de su eje), la direcci\u00f3n alrededor de la cual est\u00e1 rotando (la orientaci\u00f3n del eje) no puede ser definida con gran precisi\u00f3n.<\/p>\n No es f\u00e1cil explicar de forma sencilla de d\u00f3nde viene esta incertidumbre, pero existen ejemplos en la vida cotidiana que tienen algo parecido. La altura de un tono y la duraci\u00f3n en el tiempo durante el cual o\u00edmos el tono tienen una incertidumbre mutua similar. Para afinar un instrumento musical se debe escuchar una nota durante un cierto intervalo de tiempo y compararla, por ejemplo, con un diapas\u00f3n que debe vibrar tambi\u00e9n durante un tiempo. Notas muy breves no tienen bien definido el tono.<\/p>\n Para que las reglas de la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica funcionen, es necesario que todos los fen\u00f3menos naturales en el mundo de las cosas peque\u00f1as est\u00e9n regidos por las mismas reglas. Esto incluye a los virus, bacterias e incluso a las personas. Sin embargo, cuando m\u00e1s grande y m\u00e1s pesado es un objeto, m\u00e1s dif\u00edcil es observar las desviaciones de las leyes del movimiento \u201ccl\u00e1sicas\u201d debidas a la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica. Me gustar\u00eda referirme a esta exigencia tan importante y tan peculiar de la teor\u00eda con la palabra \u201cholismo<\/em>\u201d. Esto no es exactamente lo mismo que entienden algunos fil\u00f3sofos por holismo, y que podr\u00eda definir como \u201cel todo es m\u00e1s que la suma de sus partes\u201d. Si la f\u00edsica nos ha ense\u00f1ado algo es justo lo contrario. Un objeto compuesto de un gran n\u00famero de part\u00edculas puede ser entendido exactamente si se conocen las propiedades de sus partes (part\u00edculas); basta que sepamos sumar correctamente (\u00a1y esto no es nada f\u00e1cil en mec\u00e1nica cu\u00e1ntica!). Lo que entiendo por holismo es que, efectivamente, el todo es la suma de las partes, pero s\u00f3lo se puede hacer la suma si todas las partes obedecen a las mismas leyes. Por ejemplo,\u00a0 la constante de Planck<\/a>,\u00a0h<\/em>, que es igual a 6\u2019626075\u2026 \u00d7 10-34<\/sup>\u00a0Julios segundo, debe ser exactamente la misma para cualquier objeto en cualquier sitio, es decir, debe ser una constante universal.<\/p>\n \u00a0 La plegaria, la afirmaci\u00f3n metaf\u00edsica, la oraci\u00f3n cient\u00edfica, la meditaci\u00f3n y la visualizaci\u00f3n creativa son funciones elevadas de la conciencia humana, y estas funciones interact\u00faan con la realidad de manera espec\u00edfica en el mundo cu\u00e1ntico que es la matriz del mundo material, ya que es aqu\u00ed donde la energ\u00eda se convierte en materia. En el preciso instante en que pensamos “estoy contento”, un mensajero qu\u00edmico traduce nuestras emociones, todas las c\u00e9lulas de nuestro cuerpo entienden nuestro deseo de felicidad y se suman a \u00e9l.<\/p>\n Las reglas de la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica funcionan tan bien que refutarlas resulta realmente dif\u00edcil. Los trucos ingeniosos descubiertos por Werner Heisemberg, Paul Dirac y muchos otros mejoraron y completaron las reglas generales. Pero Einstein<\/a> y otros pioneros como Erwin Schr\u00f6dinger siempre presentaron serias objeciones a esta interpretaci\u00f3n. Quiz\u00e1 funcione bien, pero \u00bfD\u00f3nde est\u00e1 exactamente el electr\u00f3n?, \u00bfen el punto\u00a0x<\/em>\u00a0o en el punto\u00a0y<\/em>? En pocas palabras, \u00bfD\u00f3nde est\u00e1 en realidad?, y \u00bfCu\u00e1l es la realidad que hay detr\u00e1s de nuestras f\u00f3rmulas? Si tenemos que creer a Bohr, no tiene sentido buscar tal realidad. Las reglas de la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica, por s\u00ed mismas, y las observaciones realizadas con detectores son las \u00fanicas realidades de las que podemos hablar.<\/p>\n \u00a0 La mec\u00e1nica cu\u00e1ntica puede ser definida o resumida as\u00ed: en principio, con las leyes de la naturaleza que conocemos ahora se puede predecir el resultado de cualquier experimento, en el sentido que la predicci\u00f3n consiste en dos factores: el primer factor es un c\u00e1lculo definido con exactitud del efecto de las fuerzas y estructuras, tan riguroso como las leyes de Isaac Newton<\/a> para el movimiento de los planetas en el Sistema Solar; el segundo factor es una arbitrariedad estad\u00edstica e incontrolable definida matem\u00e1ticamente de forma estricta. Las part\u00edculas seguir\u00e1n una distribuci\u00f3n de probabilidades dadas, primero de una forma y luego de otra. Las probabilidades se pueden calcular utilizando la ecuaci\u00f3n de Schr\u00f6dinger<\/a> de funci\u00f3n de onda (\u03a8<\/em>) que, con muchas probabilidades nos indicar\u00e1 el lugar probable donde se encuentra una part\u00edcula en un momento dado.<\/p>\n Muchos estiman que esta teor\u00eda de las probabilidades desaparecer\u00e1 cuando se consiga la teor\u00eda que explique, de forma completa, todas las fuerzas; la buscada teor\u00eda del todo, lo que implica que nuestra descripci\u00f3n actual incluye variables y fuerzas que (a\u00fan) no conocemos o no entendemos. Esta interpretaci\u00f3n se conoce como\u00a0hip\u00f3tesis de las variables ocultas<\/em>.<\/p>\n Albert Einstein<\/a>, Nathan Rosen y Boris Podolski idearon un \u201cGedankenexperiment\u201d, un experimento hipot\u00e9tico, realizado sobre el papel, para el cual la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica predec\u00eda como resultado algo que es imposible de reproducir en ninguna teor\u00eda razonable de variables ocultas. M\u00e1s tarde, el f\u00edsico irland\u00e9s John Stewar Bell consigui\u00f3 convertir este resultado en un teorema matem\u00e1tico; el teorema de imposibilidad.<\/p>\n Como probablemente algunos de ustedes sospechen, yo todav\u00eda creo en la hip\u00f3tesis de las variables ocultas. Seguramente, nuestro mundo debe estar construido de una forma tan ingeniosa que algunas de las suposiciones que Einstein<\/a> y otros encontraron tan naturales terminen siendo err\u00f3neas. Lo que no puedo imaginar es c\u00f3mo suceder\u00e1 esto. En cualquier caso, tener las “variables ocultas” para sost\u00e9n de mi ignorancia acerca de la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica…, resulta un alivio, ya que, son muchos los teoremas de imposibilidades que nos podemos encontrar por el camino de las cosas que no comprendemos.<\/p>\n emilio silvera<\/p>\n<\/p>\n
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