La búsqueda de una teoría de variables ocultas

|| La filosofía de la Mecánica Cuántica /19

James O’Brien (Quanta Magazine)

Aunque Einstein no estaba de acuerdo con la interpretación ortodoxa de Copenhague,  pn principio aceptaba los resultados de la mecánica cuántica. Pero, para Einstein, la mecánica cuántica era correcta de la misma manera que lo es la física clásica si nos mantenemos dentro de unos límites determinados: bajas velocidades y objetos macroscópicos. Ahora bien, si nos salimos de esos límites, entonces la física newtoniana ya no es válida y debe dejar lugar a la relativista.

La ambición de Einstein era reemplazar la mecánica cuántica por un marco teórico diferente:

“En comentarios hechos aquí y allá manifestó su creencia de que el éxito de la mecánica cuántica tenía sus raíces en resultados teóricos que sólo aproximadamente eran correctos, y que representaban una especie de promedio estadístico sobre las predicciones de otra clase de teoría [1]Murray Gell-Mann, El quark y el jaguar. Aventuras en lo simple y lo complejo. Barcelona, 1995.1ª edición: 1994

Las objeciones de Einstein a la mecánica cuántica se basaban en varios aspectos, pero el más importante de todos era su opinión de que los fenómenos cuánticos podían explicarse si se recurría a un nivel explicativo más bajo, o quizá a uno semejante pero no observable (o aún no observado). ESta idea lo llevó a la propuesta de la sustitución de la mecánica cuántica “por una teoría clásica y determinista, pero en la que hay presente un gran número de ‘variables ocultas’ [2]Murray Gell-Mann, El quark y el jaguar. Aventuras en lo simple y lo complejo. Barcelona, 1995.1ª edición: 1994
.

Continuará


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[Escrito por primera vez  después de 1994 y antes de 1996, como un trabajo universitario. La edición actual procede de la edición personal de 1998. No he introducido ningún cambio significativo, más allá de correcciones de estilo para hacer más claro el texto y más agradable la lectura, pero a veces he añadido textos explicativos en 2017 o 2018, en otro color]


 FILOSOFÍA DE LA FÍSICA CUÁNTICA

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EL EXPERIMENTO DE LA DOBLE RENDIJA
[Anexo a Filosofía de la Física cuántica]

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  CUADERNO DE CIENCIA

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Originally posted 2018-04-22 18:25:50.

Notas   [ + ]

1. Murray Gell-Mann, El quark y el jaguar. Aventuras en lo simple y lo complejo. Barcelona, 1995.1ª edición: 1994
2. Murray Gell-Mann, El quark y el jaguar. Aventuras en lo simple y lo complejo. Barcelona, 1995.1ª edición: 1994

La cuántica y la economía

|| La filosofía de la Mecánica Cuántica /16

Un punto de vista un poco diferente acerca de las consecuencias de la cuántica a los que hemos visto hasta ahora ( Cuántica y poltersgeist, La cuántica y la esencia del universo) es el de Jacques Rueff, uno de los más importantes economistas de Francia. Seguidor de la escuela austriaca y opuesto al keynesianismo, fue autor de importantes reformas durante el mandato de De Gaulle. Algunos lo consideran hoy en día el mayor economista del siglo XX.

Rueff, en su libro Visión quántica del universo, establece un paralelismo entre la concepción cuántica y la organización social, política o el comportamiento humano. Su intención es salvar el vacío que Eric Kraemer denunció, que separa a la ciencia y a las disciplinas humanistas:

“Hoy, entre la teoría de los quanta, que sostiene el edificio de la era atómica, y el pensamiento de los economistas y filósofos, marxistas o tecnócratas, parece que haya una distancia de siglos. Ya no hablan la misma lengua. Ya no tienen una idea común”.

Rueff quiere “empezar a llenar el abismo que separa estos dos terrenos del espíritu: el de las ciencias dedicadas a la rigurosa interpretación de las apariencias sensibles, y el de las disciplinas que no han sabido o querido someterse a la enseñanza de los hechos”.

Así, establece comparaciones entre los fenómenos subatómicos y los económicos añadiendo sus opiniones entre paréntesis a una cita de De Broglie:

“Cabe considerar el corpúsculo como, en cierto sentido, libre de manifestarse aquí o allí, con tal valor de su energía o tal otro [¿No evocan estas palabras la libertad de las elecciones económicas, generadora de ofertas y de demandas imprevisibles?]; pero teniendo en cuenta los datos iniciales, cabe calcular de manera rigurosa la probabilidad de que haga una elección en lugar de otra” [lo cual recuerda la determinación estadística de los fenómenos económicos].

Una de las conclusiones fundamentales de Rueff es que “al igual que la moderna física se funda en la noción de individuo, así ha de hacerlo el pensamiento filosófico y político.”

En los últimos capítulos, hemos conocido algunas de las especulaciones, más o menos imaginativas, realizadas por autores que no pertenecen al ámbito de la física cuántica, pero en el próximo empezaremos a conocer algunas de las críticas a las interpretaciones ortodoxas del fenómeno cuántico, procedentes de científicos tan importantes como Albert Einstein.

Continuará


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[Escrito por primera vez  después de 1994 y antes de 1996, como un trabajo universitario. La edición actual procede de la edición personal de 1998. No he introducido ningún cambio significativo, más allá de correcciones de estilo para hacer más claro el texto y más agradable la lectura, pero a veces he añadido textos explicativos en 2017 o 2018, en otro color]


 FILOSOFÍA DE LA FÍSICA CUÁNTICA

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Originally posted 2018-03-10 16:05:32.

Por qué no creo en la interpretación de los mundos paralelos

¿Por qué no creo en la interpretación de los mundos paralelos? Por varias razones.

Porque comparto lo que dice Lucrecio en su Sobre la naturaleza: si en las mismas circunstancias suceden dos cosas diferentes, entonces de una semilla de trigo podría nacer una ballena. Sí por el hecho de que hagamos una observación nace un nuevo universo paralelo, eso implica que todo un universo nace literalmente de la nada. Si no realizamos la observación, ese universo no existiría. Sí la realizamos, inmediatamente existe.

Porque todo esto nos obliga a suponer que nuestro universo es el producto de observaciones hechas en otro universo. Puesto que nuestro universo existe, pero cada observación crea otro y otro y otro y otro universo millones y millones de universos con trillones y trillones de toneladas de materia creadas a cada instante.

Y el universo que los contiene a todos, colapsará alguna vez bajo el peso de esa materia inmensa.

Parece que no… porque están incomunicados. ¿Y por qué está incomunicados? No lo estaban en el instante de la observación. Parece que hubo un instante en el que un fotón decidió: “Yo me voy al universo U1 y tú te vas el universo U2”. Pueden tomar una ruta diferente cada uno, nos dicen, no hay contacto, ni huella ni rastro.

Estas explicaciones me recuerdan a la polémica antigua entre la hipótesis heliocéntrica y la geocéntrica. Las dos podían explicar el cosmos observable a través de los telescopios, pero una de ellas tenía que ser falsa. Con el tiempo sabemos que ambas lo son, pues ni la tierra es el centro del universo ni lo es el Sol, pero que es más correcto el heliocentrismo si nos limitamos a intentar explicar los movimientos en el Sistema Solar. Ahora bien no sería difícil para los partidarios del geocentrismo hoy en día seguir dando razón del sistema solar y todos sus movimientos si pudieran disponer de un potente programa de ordenador que creara círculos para cada planeta y para cada satélite, y círculos dentro de círculos, y círculos dentro de los círculos dentro de los círculos… Algo parecido sucede con algunas explicaciones cuánticas, que son capaces de explicarlo todo siempre y cuando se limitene a hacer encajar los datos ya conocidos.


[Septiembre-octubre de 2017, Escuela de Cine de San Antonio de los Baños, Cuba]

CIENCIA

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Originally posted 2018-11-15 16:51:26.

Describir no es explicar

|| La filosofía de la Mecánica Cuántica /20

La hipótesis de Einstein de las variables ocultas, es decir el aventurar que podían existir variables ocultas, aspectos no conocidos que resolvieran ls incertidumbres cuánticas y permitiesen elaborar una teoría más completa y menos indeterminista, fue criticada por la ortodoxia cuántica, que negó que tales variables pudiesen existir. Los cuánticos ortodoxos afirmaron que los límites y problemas que plantea la mecánica cuántica no proceden de nuestra ignorancia, sino de la realidad misma (sea esto lo que sea para quienes suelen decir que “la realidad no existe sin el observador”).

En consecuencia, para los físicos cuánticos ortodoxos, ni siquiera podría concebirse una teoría de variables ocultas que fuese una alternativa real a la mecánica cuántica, es decir que fuese capaz de dar cuenta de todo aquello de lo que sí da cuenta la mecánica cuántica.

Para intentar mostrar lo que implica esta respuesta por parte de la ortodoxia puede recordarse el célebre prólogo al De Revolutionibus de Copérnico (prólogo que se cree escribió un tal Ossiander), en el que se dice que su hipótesis, es decir la afirmación de que la Tierra es la que gira alrededor del Sol y no al contrario, sólo pretende “salvar los fenómenos”, pero que no pretende afirmar que así funcionen en realidad los planetas.

Lo que la estratagema de Ossiander o Copérnico pretendía era escapar a las críticas de la iglesia y los aristotélico-pstolemaicos y afirmar que se puede elaborar una teoría que explique todos los hechos observables pero que no por ello sea verdadera. Actualmente, por ejemplo, podríamos construir un modelo complejísimo del sistema solar basado en la concepción tolemaica, con la Tierra en el centro, añadiendo tantos epiciclos y ecuantes como fueran necesarios para dar cuenta incluso de la más pequeña irregularidad observada, pero no por ello se conmoverían nuestras ideas acerca del papel secundario que juega la Tierra en el Sistema Solar.

 

2018: Los epiciclos y ecuantes eran artificios que intentaban mantener el movimiento circular en un cosmos en el que los planetas y el sol giraban en torno a la Tierra. Puesto que las observaciones no coincidían con la suposición de que los planetas se movían en círculos perfectos alrededor de nuestro planeta, el centro del giro se desplazaba a lo largo de un ecuante (una línea que atravesaba el centro de la Tierra) y el planeta giraba alrededor del deferente o círculo trazado alrededor de ese nuevo centro. Es decir, que la Tierra ya no ocupaba realmente el centro. Esta inconsistencia ya la señalo Alhacén (Ibn al-Haytham) en sus Dudas sobre Tolomeo, al criticar que se propusiera un movimiento circular que solo lo era sobre el papel, pero que no tenía lugar en la realidad. Es posible que Alhacén, al que quizá se puede considerar el primer científico, intuyera ya entonces las elipses de Kepler muchos siglos antes, pues vivió entre el 965 y el 1040.

Continuará


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[Escrito por primera vez  después de 1994 y antes de 1996, como un trabajo universitario. La edición actual procede de la edición personal de 1998. No he introducido ningún cambio significativo, más allá de correcciones de estilo para hacer más claro el texto y más agradable la lectura, pero a veces he añadido textos explicativos en 2017 o 2018, en otro color]


 FILOSOFÍA DE LA FÍSICA CUÁNTICA

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Originally posted 2018-04-25 13:25:39.

Primeros pasos hacia la cuántica

La filosofía de la Mecánica Cuántica /4

El descubrimiento por Rutherford del núcleo atómico en 1911 permitió un mejor conocimiento de la estructura del átomo.  De este modo se pudo analizar la naturaleza ondulatoria de la luz (y de toda radiación electromagnética) en el mundo de las partículas subatómicas, es decir, aquellas partículas que están en el interior del átomo.

Por otra parte, gracias a la teoría de la relatividad, la equivalencia de la materia y la energía ya no permitía considerar ambos conceptos como referidos a fenómenos distintos. Materia y energía eran dos aspectos de una misma cosa, como se sintetiza en la más famosa fórmula de la física:

E = mc2

Donde E es energía, m la masa y c la velocidad de la luz. Esto quiere decir que, al destruir un  gramo de materia podemos producir 25 millones de kilovatios-hora de energía, lo que quedó probado con las primeras bombas atómicas.

Ahora bien, lo que nos interesa aquí es que, cuando los físicos examinaron el comportamiento de una partícula subatómica como el electrón, que en principio debía considerarse una partícula y no una onda, en experimentos como el de la doble rendija, se descubrió que su comportamiento podía ser descrito tanto como ondulatorio como corpuscular.

"La luz es una onda/partícula" (Light is a wave/particle)

“La luz es una onda/partícula” (Light is a wave/particle)

Vale la pena detenerse a examinar el experimento de la doble rendija, pero ahora no en la versión clásica de Young que ya conocemos, sino en relación con la nueva física del siglo XX. El experimento se puede revisar en detalle con este enlace:

EL EXPERIMENTO DE LA DOBLE RENDIJA

 

Continuará…

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[Escrito por primera vez  después de 1994 y antes de 1996, como un trabajo universitario. La edición actual procede de la edición personal de 1998. No he introducido ningún cambio, más allá de correcciones de estilo para hacer más claro el texto y más agradable la lectura. Ver también la categoría Física: ondas y partículas, para anexos acerca del experimento de la doble rendija]

 FILOSOFÍA DE LA FÍSICA CUÁNTICA

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Originally posted 2014-11-04 19:00:12.

El modelo atómico de la materia

Durante el siglo XIX se produjo una extraña situación en la física y en el estudio de las radiaciones electromagnéticas (sonido, luz, electricidad…)

Por un lado, se consolidó la teoría ondulatoria de la luz gracias a los experimentos de Young y Fresnel (El experimento de interferencia de Young), venciendo a los partidarios de la teorías corpusculares, como Isaac Newton. Pero, por otro lado, los físicos recuperaron la teoría atómica de Demócrito y propusieron que la materia estaba compuesta de átomos o corpúsculos.

En 1803 John Dalton propuso que los elementos químicos, ya bien conocidos gracias a los trabajos de Lavoisier y otros investigadores, estaban compuestos de elementos básicos que, al combinarse, daban origen a moléculas diferentes y explicaban la existencia de compuestos tan diversos como el agua o el aire.

 

Dalton_John_desk

John Dalton. Dalton padecía un problema visual y no veía los colores como las demas personas. Estudió su caso a fondo e incluso donó sus ojos a la ciencia. Aunque su explicación no fuera correcta, se dio su nombre al daltonismo, en reconocimiento a sus esfuerzos.

Otros investigadores, como Avogrado, solucionaron algunos detalles importantes acerca de cómo se combinaban elementos como el hidríogeno y el oxígeno, y el ruso Dimitri Mendeleiev propuso finalmente la célebre tabla periódica de los elementos que ordenaba todos los elementos conocidos. Aunque quedaban algunos huecos, posteriores descubrimientos fueron probando la corrección del orden propuesto por Mendeleiev.

En 1897 J. J. Thomson demostró que la electricidad también estaba compuesta por partículas, que él llamó corpúsculos, pero que enseguida fueron conocidas como electrones.

Pero existía un grave problema: la correspondencia o convivencia entre la teoría corpuscular o atómica de la materia, aceptada por casi todos (una excepción curiosa era Ernst Mach) y la no menos aceptada y demostrada naturaleza ondulatoria de la luz. La convivencia entre los fenómenos corpusculares de la electricidad y los ondulatorios de la luz planteaba ciertas dificultades y resultaba en sí misma extraña, quizá como hoy en día resuilta la convivencia entre la teoría relativista y la cuántica.

***********

Este artículo está relacionado con “Filosofía de la mecánica cuántica” y puede servir para aclarar algunos aspectos, pero no pertenece al ensayo original. Es también un artículo en construcción, que será modificado y ampliado constantemente.

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[Escrito por primera vez  después de 1994 y antes de 1996, como un trabajo universitario. La edición actual procede de la edición personal de 1998. No he introducido ningún cambio, más allá de correcciones de estilo para hacer más claro el texto y más agradable la lectura. Ver también la categoría Física: ondas y partículas, para anexos acerca del experimento de la doble rendija]

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Originally posted 2014-10-03 17:07:50.

ONDAS Y PARTÍCULAS: Ondas

El experimento de la doble rendija /1

youngMINOSSpecialROW1108YoungYa he descrito en otra ocasión el célebre experimento de la doble rendija de Thomas Young (El experimento de interferencia de Thomas Young). El lector puede consultar esa entrada y complementarla con lo que cuento aquí, que es el Anexo que incluí en mi trabajo de 1989 acerca de la filosofía de la física cuántica. Entonces me basé sobre todo en la explicación de Feynman y en otros libros, que menciono en la Bibliografía. Ahora he modificado el texto, para intentar que cualquier persona no familiarizada con la física lo pueda entender hasta su último detalle. He intentado situarme en mi perplejidad inicial cuando empecé a interesarme por estos temas y explicar hasta el más mínimo detalle cosas que pueden parecer evidentes, pero que entonces a mí me confundieron.


Voy a intentar reconstruir el experimento de Young como propone Richard Feynman en “Probabilidad e incertidumbre”, adaptándolo a la problemática cuántica.

En primer lugar, vamos a pensar en ondas de agua.

 

Estas ondas las provocamos nosotros hundiendo y sacando nuestro dedo del agua, lo que da lugar a ondas parecidas a las que se forman cuando una piedra cae en el agua.

A veces es difícil imaginar cómo son estos círculos concéntricos que tienen el centro en nuestro dedo, es decir en el origen de la perturbación. En esta mágnífica ilustración de CubaEduca se puede apreciar muy bien. Imaginemos que hemos dejaddo unos corchos en el agua a ciertas distancias. Ahora sumergimos el dedo (en una zona que estaría a la derecha de la ilustración). A partir de nuestro dedo se forman ondas, que tiene crestas y valles, esas ondas y valles hacen que el corcho oscile, que se eleve y descienda, como se ve en la perspectiva de la parte inferior de la imagen, que indica ese movimiento del corcho subiendo y bajando a medida que va llegando a él uan cresta o un valle de agua.

En el primer gráfico todavía no ha llegado la onda. En el segundo, una primera onda en forma de cresta alcanza el primer corcho y lo eleva. En el tercer gráfico la onda inicial ya ha llegado a los tres corchos y ya una segunda onda ha alcanzado el segundo corcho y una tercera está elevando el primero. Entre onda y onda (entre cresta y cresta), los corchos se elevan y desciende, como muestra el guarto gráfico.

Ahora supongamos que hemos situado un poco más allá de donde metemos el dedo una barrera de madera con un agujero a través del que pasan ondas, que en este caso son de agua. Las ondas que hemos provocado con el dedo llegan a la barrera y atraviesan el agujero en forma de nuevas ondas, en las que el punto de origen es el propio agujero [el punto (a) en la ilustración inferior].

Tras la primera barrera de madera con un agujero, se encuentra otra barrera que tiene dos agujeros. Las ondas que han entrado por el agujero anterior ahora se encuentran con la siguiente barrera y solo pueden seguir adelante a través de los dos agujeros [señalados como (b) y (c) en al ilustración].

En definitiva, las ondas provocadas por nosotros llegan al primer agujero, que, al ser muy pequeño, actúa como una nueva fuente de ondas, como si se estuvieran arrojando piedras al agua en ese mismo punto. Estas nuevas ondas circulares (o semicirculares), se propagan por el otro lado de la barrera, donde no dejan ninguna zona sin perturbar. A continuación, las ondas alcanzan la segunda barrera de dos agujeros. De nuevo, cada agujero actúa como una nueva fuente de ondas semicirculares.

El experimento de interferencia. Podemos suponer que aquí estamos viendo ondas de agua. S1 es la primera barrera a través de la que se genera una primera onda muy amplia. S2 es la segunda barrera, que hace que esa onda se divida en dos ondas, al penetrar por cada uno de los agujeros.

Más allá, nos encontramos una tercera barrera (F), aunque en realidad es un detector que mide si el agua se mueve mucho o poco, por ejemplo, pedazos de corcho sobre el agua como esos que hemos visto antes.

Ahora bien, como los dos conjuntos de ondas que atraviesan la segunda barrera S2 han sido producidos por las mismas ondas que proceden de S1 cuando atravesaron el agujero (a), eso significa que se mueven al paso (o en fase) o desfasadas.

 

¿Qué significa que las ondas se muevan en fase o fuera de fase?

Significa que cuando las ondas procedentes de cada agujero se encuentran o interfieren, pueden pasar dos cosas: que coincidan sus crestas (y consecuentemente sus valles) o que coincida una cresta con un valle.

Si coinciden dos crestas, si están en fase, se produce una cresta más pronunciada y el valle (que también coincidirá, claro) se hace más profundo. Si coinciden una cresta y un valle, es decir, si las ondas están desfasadas, ambas influencias se compensan y el agua se queda como estaba.

interferencia

Procedencia de la imagen: como señala el autor de la página, se trata de una idealización, en el mundo real siempre habrá pequeñas oscilaciones y no uan coincidencia exacta absoluta entre ondas y valles, al menos con ondas producidas por el agua. Pero para entender las leyes físicas a menudo tenemos que recurrir a idealizaciones, que corrigen las pequeñas divergencias.

Estos efectos reciben el nombre de interferencia constructiva (si coinciden las dos crestas y los dos valles) o destructiva (si coinciden cresta y valle).

En la ilustración de la izquierda podemos ver en la parte superior dos ondas cuyas crestas y valles coinciden, lo que hará que las crestas se refuercen y los valles se hagan más profundos. La amplitud de la onda es mayor que la amplitud de las ondas originales.

En la parte inferior, sin embargo, como los valles coinciden con crestas, unos y otros se cancelan. Puedes imaginarlo si piensas en una cresta que, al coincidir con un valle, no tiene otro remedio que hundirse, en vez de aumentar. El resultado es una onda resultante de amplitud igual a cero.

En esta estupenda ilustración se puede apreciar la coincidencia o no de crestas y valles en el mundo real.

interference_water_waves

Como se ve, si coinciden dos crestas (los círculos blancos), es decir, dos elevaciones del agua, entonces se produce una doble cresta y se eleva más el agua o la onda (las pequeñas montañitas blancas). Pero si coinciden crestas con valles, entonces el agua se queda como estaba, como si no hubiera pasado nada.

 

El patrón de interferencia

Ahora voy a intentar explicar los extraños dibujitos realizados a partir del detector de esas ondas, que tan difíciles de entender nos resultan a los legos en física cuando los vemos por primera vez.

interferencia-patrónA la izquierda de este texto se puede ver el patrón de interferencia, que he recortado de la imagen superior. Aunque la imagen ilustra el experimento de Young y es, por tanto, con ondas de luz  y de agua, nos sirve para explicar con sencillez ese curioso patrón. ¿De dónde sale este dibujo?

Eso es lo que nos preguntamos muchos la primera vez que nos enfrentamos al experimento de la doble rendija. Primero nos hablan de ondas que atraviesan agujeros y que chocan unas con otras. alcanzamos entonces a entender que si crestas y valles coinciden la amplitud de la onda disminuye, pero que si coinciden dos crestas la onda se eleva, pero no entendemos qué relación tiene todo eso con ese dibujo tan extraño, con ese patrón de manchas grises, negras y blancas.

La explicación es la siguiente. Las zonas blancas o más brillantes son el lugar en el que golpea la cresta de una onda o donde coinciden dos crestas; las grises representan el impacto más suave de las ondas que impulsan esa cresta; finalmente, las zonas negras son los lugares en los que no ha habido impacto (porque se han cancelado o neutralizado ondas y valles).

interferencia

interferencia2En estas ilustraciones se puede apreciar cómo las crestas o confluencias de cresta con cresta (señaladas por líneas amarillas) impactan en el detector (líneas blancas en al tira inferior). Las partes azules más oscuras representan la confluencia de crestas y valles y las azules más claras las zonas bajas de las ondas a medida que descienden a esos valles.

Como se ha dicho antes, la confluencia de crestas se llama interferencia constructiva (se construye una cresta mayor) y la de crestas con valles destructiva (el agua se calma).

Tras esta minuciosa explicación, enseguida intentaré explicar otro gráfico que suele acompañar a estos experimentos y que al final nos permitirán entender el experimento de la doble rendija y su importancia en el mundo cuántico. Pero antes tenemos que ver cuál es la diferencia entre dos entidades fundamentales del universo: las ondas, que ya conocemos, y… las partículas.

Mientras tanto, es muy útil observar muy atentamente durante horas las ondas en el agua, como en la canción de François Hardy (y no caer presa de la melancolía, claro).

Continuará…

*************

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Originally posted 2015-07-04 16:33:24.

Einstein contra los cuánticos

|| La filosofía de la Mecánica Cuántica /17

 

A pesar de que Einstein debe ser considerado con toda justicia como uno de los creadores de la física cuántica, se opuso a la interpretación indeterminista de la escuela de Copenhague. Sin embargo, sería simplista reducir su discusión con los representantes de la cuántica a una polémica entre determinismo e indeterminismo.

Einstein no fue el único físico de renombre que se opuso a los partidarios de la interpretación de Copenhague (Bohr, Heisenberg, Pauli y Neuman), pues junto a él se puede mencionar a Schrödinger (una vez que se hubo recuperado de su rápida rendición) y a De Broglie, a Bohm o a Landé, quienes, a pesar de aceptar al principio las directrices de Bohr, posteriormente se pasaron al campo contrario.

De Broglie declaró en sus últimos escritos que:

“En el porvenir deben reemplazarse las actuales interpretaciones de la física cuántica por ideas teóricas que nos suministren imágenes más completas y claras de la realidad microscópica”[1]en Rueff.

En cuanto a Schrödinger, sus divergencias con la escuela de Copenhague se hicieron tan extremas que llegó a declarar: “No me gusta, y siento haber tenido alguna vez algo que ver con ello[2]en John Gribbin.”

Otros físicos como Max Born, Jordan y Dirac se mantuvieron cerca de la ortodoxia, pero sin demasiada convicción [3]Popper.

En cuanto a Einstein declaró en una ocasión que la teoría cuántica le recordaba

“el sistema de ilusiones de un paranoico extremadamente inteligente, forjado a partir de elementos incoherentes de pensamiento” [4]Dana Zohar.

Y eso que no tuvo oportunidad de conocer las posteriores interpretaciones del fenómeno cuántico, cada vez más arriesgadas y más contrarias al sentido común, ideas que sin duda le habrían llenado de asombro y le habrían convencido de que los locos dirigían el manicomio, como en aquel cuento de Edgar Allan Poe, El sistema del profesor Tarr y el doctor Fetter.

 

 

Continuará


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[Escrito por primera vez  después de 1994 y antes de 1996, como un trabajo universitario. La edición actual procede de la edición personal de 1998. No he introducido ningún cambio significativo, más allá de correcciones de estilo para hacer más claro el texto y más agradable la lectura, pero a veces he añadido textos explicativos en 2017 o 2018, en otro color]


 FILOSOFÍA DE LA FÍSICA CUÁNTICA

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EL EXPERIMENTO DE LA DOBLE RENDIJA
[Anexo a Filosofía de la Física cuántica]

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Aquí puedes ver casi todas las entradas relacionadas con la ciencia. Otras referencias científicas pueden estar en páginas dedicadas a la filosofía, el cine o cualquier otra cosa imaginable, por lo que, en tal caso, lo mejor es que uses el buscador lateral, con palabras relacionadas con el tema que te interese.

  CUADERNO DE CIENCIA

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Originally posted 2018-04-05 10:02:57.

Notas   [ + ]

1. en Rueff
2. en John Gribbin
3. Popper
4. Dana Zohar

La conciencia cuántica

|| La filosofía de la Mecánica Cuántica /11

Ya hemos visto que una de las interpretaciones de la física cuántica fue la de Everett, proponiendo los “mundos múltiples”, es decir que cada observación divergente de un fenómeno cuántico tiene lugar en un universo distinto.

Por su parte, Eugene Wigner opinó que la observación o la medida de un fenómeno cuántico, como todas las medidas, acaba por encontrarse con un ser consciente, una persona que realiza la observación y provoca el colapso de la función de onda [el proceso que ocurre cuando se hace una medida]. Por lo tanto, dice Wigner, eso demuestra la influencia de la conciencia sobre los seres inanimados”[1] Fritz Rohrlich, “Las interacciones ciencia-sociedad a la luz de la mecánica cuántica y de su interpretación” (en El siglo de la Física. Barcelona 1992).

Para Wigner, en definitiva, es fundamental la presencia de un observador que miré a través del aparato. Por muchos aparatos registradores, cámaras y contadores que empleemos para medir un fenómeno cuántico, ese fenómeno permanecerá en una especie de limbo hasta que no intervenga un ser consciente que decida observar algo, y con ello, determine una realidad concreta[2]P.C.W.Davies/J.R.Brown, El espíritu en el átomo. Una discusión sobre los misterios de la física cuántica. Madrid, 1989. 1ª edición: Cambridge, 1986..

El propio Wigner propuso un experimento mental llamado “el amigo de Wigner”, que muestra una nueva paradoja de la físca cuántica. Pero para conocer al amigo de Wigner, antes tenemos que conocer al gato de Schrödinger.

 

Continuará…


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[Escrito por primera vez  después de 1994 y antes de 1996, como un trabajo universitario. La edición actual procede de la edición personal de 1998. No he introducido ningún cambio significativo, más allá de correcciones de estilo para hacer más claro el texto y más agradable la lectura, pero a veces he añadido textos explicativos en 2017 o 2018, en otro color]


 FILOSOFÍA DE LA FÍSICA CUÁNTICA

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Originally posted 2018-02-01 15:07:27.

Notas   [ + ]

1. Fritz Rohrlich, “Las interacciones ciencia-sociedad a la luz de la mecánica cuántica y de su interpretación” (en El siglo de la Física. Barcelona 1992)
2. P.C.W.Davies/J.R.Brown, El espíritu en el átomo. Una discusión sobre los misterios de la física cuántica. Madrid, 1989. 1ª edición: Cambridge, 1986.

El átomo de Thomson y el de Rutherford

jjthomson2Cuando la idea del átomo, propuesta en la antigua Grecia por Demócrito y en India por varias escuelas, como la jainista o la vaisesika, fue recuperada por la ciencia moderna, se imaginaron varios modelos que fueron corregidos y mejorados poco a poco.

Tras el átomo propuesto por el inglés John Dalton, su paisano Joseph John Thomson descubrió el electrón y propuso que los átomos estaban compuestos por electrones de carga negativa distribuidos en un átomo positivo. Algo así, según las metáforas de la época, como un puding de pasas.

Sin embargo, el átomo de Thomson no explicaba la regularidad de la tabla periódica de Mendeliev y planteaba problemas al predecir la distribución de esa carga positiva del átomo.

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Átomo de Thomson

El neozelandés Ernest Rutherford intentó conocer la estructura interna del átomo bombardeando una delgada lámina de oro. Si los electrones estaban distribuidos de manera más o menos uniforme, como las pasas en un pastel, las partículas alfa chocarían de vez en cuando con elllos y serían desviadas. El resultado del experimento, sin embargo, fue que algunas partículas rebotaban en dirección opuesta, como si chocaran con algo impenetrable. En palabras del propio Rutherford: “Era como si lanzaras una bala de cañón contra una hoja de papel y rebotase hacia ti”.

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Si el átomo estuviese compuesto, como decía Thomson, por una carga positiva uniformemente distribuida y algunos electrones de carga negativa, al lanzar parículas alfa, estas atravesarían el átomo y algunas serían ligeramente desviadas al impactar con los electrones. Sin embargo, Rutherford observó desviaciones mucho más significativas, que a veces hacían rebotar a las partículas alfa como si hubnieran chocado contra un muro. Eso le hizo concluir que en el centro del átomo existía un núcleo o al menos una acumulación de cargas positivas.

A raíz de su expetrimento, Rutherford dedujo que el átomo tenía un núcleo en el que se concentraba la carga positiva y electrones que giraban en órbitas más o menos indefinidas. Incluso pudo calcular el tamaño de ese núcleo, cuyo radio era diez mil veces más pequeño que el diámetro de todo el  átomo. De todos modos, Rutherford no llegó  a hablar de núcleo sino que más bien consideraba que en una zona determinada se concentraba toda la carga positiva.

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Átomo de Rutherford

 Lo asombroso de este descubrimiento fue el darse cuenta de que el átomo estaba compuesto por un núcleo diminuto rodeado de un inmenso espacio vacío en el que se movían los electrones. Se ha comparado esta proporción con la cabeza de un alfiler en la catedral de Westminster (el núcleo) y algunas moscas volando (los electrones).

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Ernest Rutherford

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Este artículo está relacionado con “Filosofía de la mecánica cuántica” y puede servir para aclarar algunos aspectos, pero no pertenece al ensayo original. Es también un artículo en construcción, que será modificado y ampliado constantemente.

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[Escrito por primera vez  después de 1994 y antes de 1996, como un trabajo universitario. La edición actual procede de la edición personal de 1998. No he introducido ningún cambio, más allá de correcciones de estilo para hacer más claro el texto y más agradable la lectura. Ver también la categoría Física: ondas y partículas, para anexos acerca del experimento de la doble rendija]

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Originally posted 2014-11-01 00:44:24.