La Doble Ranura. Experimento Cuántico.
Por rikydk
  
Domingo, 01/07/2012
El experimento de la doble ranura se explica si se entiende que en el mundo subatómico un electrón puede ser partícula y onda al mismo tiempo, lo interesante es: ¿Onda de qué?, bueno es una onda de probabilidades la partícula puede estar en varios lugares al mismo tiempo; pero más tiempo en donde sea más probable que se encuentre en un momento dado.

DR. QUANTUM: EL EXPERIMENTO
Explicado para los niños de manera que lo puedan entender los adultos.


La Doble Ranura por Mark Everett
Aquí el experimento en “la vida real”, de la mano de Mark Everett.


La Doble Ranura por Stephen Hawking

Ahora con respecto a tu pregunta ¿el observador puede alterar la realidad? La respuesta es un rotundo SI y eso pasa todo el tiempo nada más que lo haces de forma tan habitual que no te das cuenta, piensa en el siguiente experimento en una mesa de billar, lanza todas las 15 bolas encima de la mesa y observa cómo cada una toma caminos distintos y sin un orden aparente, y si las lanzas mil veces siempre van a tomar direcciones distintas, lo anterior es un evento azaroso. Ahora toma dos tacos y colócalos en forma de embudo encima de la mesa de forma que las puntas de los tacos toquen la esquina de la mesa y se cierren hasta dejar un hueco por el que pueden pasar solo unas dos o tres bolas al mismo tiempo, si ahora lanzas de nuevo las 15 bolas vas a ver como la mayoría pasa por entre los tacos y solo unas pocas brincan este obstáculo, por lo que ahora el evento azaroso lo has alterado de forma inteligente y ahora diriges el azar hacia un numero más reducido de probabilidades.

Vamos a llevar la idea anterior a un ejemplo más humano, vamos a pensar en un joven que dice que a él nunca lo van a atropellar aunque pasa corriendo por una avenida muy transitada todos los días, si obtenemos una estadística de cuantas personas atropellan en avenidas con la misma afluencia, a lo mejor y sin ser muy metódicos obtenemos que la probabilidad de que atropellen al joven es de una en 10,000 que es una probabilidad muy baja, pero si este mismo joven cruza esta avenida unas 10,000 veces es casi un evento seguro que va a morir aplastado por un automóvil.

Creo que te debe de quedar claro que en este universo todo absolutamente todo son probabilidades, y que nunca vas a obtener nada exactamente como tú quieres, sino más o menos como quieres, por ejemplo en las básculas de precisión que usan en los laboratorios si pesas una muestra te da un valor de 1.0745 gramos y lo pesas de nuevo te va a devolver 1.0744 gramos y lo pesas de nuevo 1.0745, y si lo pesas de nuevo te va a dar 1.0742 y si lo pesas de nuevo va a ser de 1.0747 y si lo pesas de nuevo 1.0746 etc. La regla según la metrología es que no existen dos mediciones iguales, por lo que concluimos que la muestra pesa 1.0745 +/- 0.0003 gramos y lo anterior si es casi seguro, no sabemos el peso exacto; pero si sabemos el peso estimado mas una incertidumbre.

Ahora si ya entendiste lo anterior, también debes de entender que la inteligencia lo único que hace es dirigir la posibilidad como los tacos en la mesa de billar, por eso una señal de presencia de inteligencia son las líneas rectas, por esto es muy importante lo que piensas a nivel consiente e inconsciente, vamos a suponer que vas con una adivinadora y esta te dice que ve en tu futuro que alguien va a derramar café sobre ti, si crees que es cierto le das una orden a tu subconsciente de que mejore la posibilidad de que pase esto, por ejemplo te vas a parar junto a las personas que toman café cuando normalmente no lo hubieras hecho, quizá no pase; pero ya con esto estas mejorando la posibilidad de que ensucies tu camisa.

Si te das cuenta esto no tiene nada de mágico, sino mas bien es sentido común, si quieres bajar de peso en lugar de buscar soluciones mágicas, mejora la posibilidad de que esto suceda, has amistad con gente más delgada que tu, come un poco menos, come mas frutas y verduras, has ejercicio, no te preocupes si fallas, si lo intentas una y otra vez y la posibilidad de que lo logres es de una en 20 si lo intentas 20 veces seguro que lo consigues.

El Principio de Incertidumbre y la Física Cuántica

Las partículas subatómicas, poseen una naturaleza similar a la de las ondas, lo cual significa que no es posible a veces hablar de ellas como si existieran en alguna localización única y precisa. Este hecho fue expuesto por Heisenberg, uno de los fundadores de la teoría cuántica, en su famoso Principio de Incertidumbre.

Este principio se ve mas claramente cuando se refiere específicamente a la idea de la trayectoria, es decir la combinación de la posición y la velocidad. Heisenberg señaló que mediante un procedimiento experimental se puede determinar la velocidad o el instante (el momento en su acepción física) de la partícula, y mediante otro procedimiento, la posición; pero nunca simultáneamente ambas mediciones.

Como consecuencia de este principio, podemos saber, por ejemplo, que en cierto instante un electrón partió de una fuente, y podemos también saber que muy poco después incide en una placa fotográfica, dejando una marca. Pero lo que nunca podemos saber es como llegó desde la fuente a la placa, por eso carece de sentido decir que la partícula siguió una trayectoria o recorrido hecho de puntos contínuamente conectados entre sí en el espacio.

Werner Karl Heisenberg; físico y premio Nobel

El hecho de que una partícula parezca poseer cierto grado de incertidumbre acerca del lugar donde se encuentra es solo parte del problema. La partícula parecería estar insegura de qué es ella misma, porque en ciertas ocasiones presenta las características de una partícula y en otras las características de una onda. Cómo explica la física cuántica, esa aparente paradoja nos lleva a un debate que ha durado los últimos 300 años, comenzando con Isaac Newton.

En 1690 Huygens propuso que la luz se transmite en ondas esféricas que se propagan a partir de una fuente luminosa. Newton rechazó la teoría ondulatoria y en 1704 propuso que la luz estaba compuesta por partículas diminutas.

Un siglo después otro físico, Thomas Young, inclinó la balanza a favor de Huygens probando que la luz poseía ciertas propiedades que sólo era posible asociar con una onda. Esto era así debido a que la luz en un famoso experimento conocido como el experimento de las dos ranuras, producía interferencia, y para los físicos, cuando dos fenómenos interfieren entre sí se dice que se propagan en el espacio como una onda. ¿Cómo fue esto?

Young colocó una pequeña fuente luminosa que proyectaba su luz a través de dos delgadas ranuras practicadas en un trozo de material opaco. Esta luz luego de pasar por las ranuras, se proyectaba en una pantalla. Young comprobó que en lugar de haber dos franjas de luz en la pantalla, como debería ocurrir si la luz fueran partículas que viajan en línea recta, había una serie de franjas brillantes y oscuras de diferentes intensidades.

¿Partículas u Ondas?

Su conclusión fue que este era un patrón de interferencia que solo se explica por el supuesto de que la luz que pasa por las ranuras tiene características ondulatorias. Esta versión se aceptó y duró otros cien años, hasta que aparecieron dos fenómenos que no se podían explicar con los conceptos de la física clásica. El primero consistió en el problema de la radiación del cuerpo negro, fenómeno estudiado por Planck, mientras que el segundo era el llamado efecto fotoeléctrico, fenómeno estudiado por Einstein, donde este propone nuevamente el concepto de la luz como compuesta por partículas.

Louis de Broglie planteó el enigma siguiente: si así como las ondas podían comportarse como partículas (la luz), ¿podría ser que las partículas (los electrones) se comportaran como ondas?. Hizo un bosquejo matemático de este fenómeno que más tarde fue comprobado experimentalmente. Se comprobó entonces que el universo estaba compuesto por entidades cuánticas que a veces podían comportarse como ondas y a veces como partículas. [Se comprueba la dualidad onda-partícula]

Para resolver la aparente paradoja de la dualidad onda-partícula del universo, algunos físicos (nótese el ingenio y la audacia para proponer algo tirado de los pelos) sugirieron que tal vez no deba pensarse que la materia está formada por ondas de materia, sino más exactamente, como ondas de probabilidad.

Este concepto significa que lo que pasa a través de las ranuras en el experimento de las dos ranuras es una onda de probabilidades, lo que realmente describe matemáticamente es la probabilidad de encontrar el fotón o el electrón (la entidad cuántica) en un lugar definido.

Hay una cierta probabilidad de encontrar la partícula aquí u otra probabilidad de encontrarla más allá, y en principio podría estar en cualquier parte del universo, por supuesto con diferente probabilidad de que esto así ocurra.

Esto que llegó a ser una de las interpretaciones más aceptables de la física cuántica, trajo consigo consecuencias perturbadoras para nuestra comprensión de la realidad.


Por rikydk