La física cuántica es una ciencia compleja, como la mayoría de las cosas interesantes de este mundo, pero no inalcanzable por la mente humana. Solo hay que dedicarle tiempo para poder entenderla, solo hay que querer hacerlo. En esta ocasión hablaremos de cómo se comportan las partículas cuánticas y de por qué el escondite inglés es su juego favorito.
Un divertido entretenimiento que todos hemos practicado de niños, una persona se queda contra la pared apoyada con los ojos cerrados y grita: ¡Un, dos, tres, al escondite inglés, sin mover las manos ni los pies! El resto de jugadores tienen que conseguir tocar la pared pero no pueden moverse cuando el jugador de la pared se dé la vuelta. Las partículas cuánticas están recorriendo todos los escenarios posibles a la vez hasta que nosotros nos damos la vuelta y las miramos, entonces han de escoger una opción.
El gato que ni vive ni muere
La famosa paradoja del gato de Schrödinger habla de un gato encerrado en una caja con un gas venenoso y un dispositivo con una partícula que tiene el 50% de probabilidades de desintegrarse. Si esta se desintegra el dispositivo rompe el frasco con el gas venenoso y el gato muere; si no, el gato vive. La física cuántica dice que el gato está vivo y muerto a la vez, de forma simultánea, hasta que una persona abre la caja para comprobarlo. Esto ataca la lógica humana y muchos pueden pensar lícitamente que el gato ya está vivo o muerto antes de abrir la caja. No se puede demostrar en nuestro mundo que el gato se encuentre en dos estados al mismo tiempo, sin embargo, sí hay un experimento que se ha realizado: la doble ranura versión cuántica.
Los electrones no se deciden si no les obligamos
El experimento de la doble ranura muestra que si se hacen pasar partículas, por ejemplo balas de una pistola, a través de dos ranuras, estas impactarán en la pared y formarán dos franjas que mostrarán dónde han impactado. Por otra parte, si repetimos el experimento empleando una onda, por ejemplo, la luz de una lámpara descubriremos que el patrón que se dibuja en la pared es un patrón de inferencia, es decir, puntos en la pared donde las ondas interfieren de forma constructiva (generando luz) y otros donde interfieren de manera destructiva (creando oscuridad).
Si este experimento se traslada a las partículas cuánticas se observa un curioso fenómeno. Dispararon electrones a través de la ranura esperando encontrar el patrón de las balas, pero descubrieron que los electrones se comportaban como ondas. Este descubrimiento fue revelador ya que muestra que cada electrón cuando llega a la ranura se desdobla, pasa por ambas, interfiere consigo mismo e impacta.
Para intentar cazar a los electrones en su desdoble colocaron un aparato de medición. Entonces los electrones jugaron al escondite inglés, eligieron una ranura y la cruzaron como partículas, creando así un patrón como el de las balas.
Se demostró así la llamada superposición que existe en el mundo cuántico. Todas las posibilidades existen al mismo tiempo, pero, sólo cuando las partículas están siendo observadas deciden actuar de una forma u otra. Si se miden los electrones, actuarán como partículas y, si no, como ondas.
La física cuántica sí juega a los dados
La aleatoriedad y el azar del comportamiento de las partículas cuánticas molestaba mucho a los científicos deterministas, como Einstein. Decían que debía existir un motivo por el cual el electrón pasaba por un camino u otro. De hecho, por este motivo afirmó una de sus citas más recordadas: “Dios no juega a los dados”.
Este indeterminismo puede hacer que se dude de la propia realidad. Por ejemplo, cuando apagamos la luz de una habitación, ¿siguen estando ahí la mesa, las sillas y la cama? O ¿Existen y no existen a la vez puesto que no hay nada que las mida y haga a los electrones que las forman que elijan una opción?
La física cuántica puede que vaya en contra de nuestro sentido de la lógica, pero es tan interesante que merece la pena darle una oportunidad e intentar entenderla. Al fin y al cabo, es como funciona el universo. La información de este artículo se puede encontrar ampliada en Desayuno con partículas de Sonia Fernández-Vidal. Y, si aún tienen ganas de más, tranquilos. Continuará…
Twitter: @MariaEsp19
Razón: La ex alumna de la UEMC María Espinosa escribe una columna sobre ciencia y divulgación llamada Un dragón en el garaje, haciendo alusión a la metáfora más famosa de Carl Sagan. En la columna se tratan temas científicos y divulgativos de una forma sencilla y amena.
Temática: Continuación del artículo anterior sobre física cuántica. En esta ocasión se trata de la explicación del funcionamiento de las partí-culas cuánticas y su superposición.
Antiguo alumno: María Espinosa Lorenzo.
Especialización: Grado en Periodismo en la UEMC. Trabajo Fin de Grado: Periodismo científico y homeopatía en la prensa digital generalista española. Especializada en Ciencia y divulgación.
Profesor responsable: Rosa María Arráez Betancort (Dpto. de Ciencias Sociales).
